Элементы режима резания при фрезеровании реферат

Обновлено: 17.05.2024

При фрезеровании имеет место вращательное движение фрезы – главное движение и поступательное движение заготовки – движение подачи. При этом фреза врезается в заготовку каждым зубом и срезает, таким образом, слой металла называемый припуском.

Скорость главного движения (скорость резания) – окружная скорость наиболее удаленных от оси фрезы точек режущих кромок. Определяется длиной дуги (в метрах), которую проходит за 1 мин наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки и выражается формулой:

где D – диаметр фрезы, мм; n – частота вращения фрезы, об/мин;

Чаще необходимо рассчитать частоту вращения фрезы, зная скорость резания:

При фрезеровании различают три вида подач: подача на один зуб, подача на один оборот и минутную подачу.

Подачей на зуб называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за время ее поворота на один зуб (или условный шаг).

Подачей на оборот называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой за один оборот фрезы.

Минутной подачей называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой за 1 минуту.

По аналогии с токарной обработкой при фрезеровании различают обрабатываемую поверхность, обработанную поверхность и поверхность резания.

Для всех видов фрезерования различают глубину и ширину фрезерования. Глубина резания (фрезерования) – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Ширина фрезерования – ширина обработанной за один рабочий ход поверхности.

При фрезеровании цилиндрическими и дисковыми фрезами различают встречное и попутное фрезерование. Встречным называют фрезерование, при котором осуществляется противоположное движение фрезы и обрабатываемой заготовки, в месте их контакта. Попутным называют фрезерование, при котором направление движения фрезы и обрабатываемой заготовки совпадают в месте их контакта.

При встречном фрезеровании толщина среза изменяется от нуля при входе зуба, до максимального значения при выходе зуба из контакта с обрабатываемой заготовкой. При попутном фрезеровании толщина среза изменяется от максимальной величины в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой, до нуля при выходе.

При встречном фрезеровании процесс резания происходит спокойнее, так как толщина среза нарастает плавно и нагрузка на станок нарастает также постепенно. При попутном фрезеровании момент входа зуба в контакт с заготовкой характеризуется ударом т.к. именно в этот момент толщина среза максимальна. Попутное фрезерование можно производить на станках имеющих запас жесткости и виброустойчивости, а также при отсутствии зазора в сопряжении ходовой винт – маточная гайка продольной подачи стола. Однако попутное фрезерование обеспечивает лучшее качество обработанной поверхности за счет того, что заготовка при фрезеровании прижимается к столу. При прочих равных условиях стойкость фрезы при попутном фрезеровании выше, чем при встречном, за исключением случаев работы по твердой корке. Недостатком встречного фрезерования является стремление оторвать заготовку от стола.

При торцовом фрезеровании также различают встречное и попутное фрезерование. Если обрабатываемая заготовка находится, относительно фрезы, несимметрично – выше или ниже центра, то в зависимости от направления вращения фрезы имеют место условия, соответствующие встречному и попутному фрезерованию.

При симметричном фрезеровании имеют место оба вида фрезерования одновременно.

Фрезерование – процесс обработки поверхностей многолезвийным инструментом – фрезой на фрезерных станках. Главное движение (v) при этом виде обработки резанием производится вращением фрезы, а движение подачи (s) осуществляется поступательным перемещением заготовки (рис. 12). На горизонтально-фрезерных станках ось вращения фрезы расположена горизонтально, а на вертикально-фрезерных – вертикально, но может поворачиваться на угол ± 45° в вертикальной плоскости.

В зависимости от направления движения стола фрезерного станка могут быть реализованы разные подачи: продольная, поперечная и вертикальная.

На обрабатываемой заготовке при фрезеровании различают обрабатываемую поверхность, обработанную поверхность и поверхность резания (рис. 12).

Рис. 12 Технологические

поверхности при фрезеровании:1 – обрабатываемая поверхность; 2 – поверхность резания; 3 – обработанная поверхность; 4 – заготовка; 5 – фреза.

ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ

К элементам режимов резания при фрезеровании относятся: скорость резания (v), подача (s), глубина резания (t) и ширина фрезерования (В), рис. 17.

Скорость резанияявляется окружной скоростью вращения фрезы. Скорость резания зависит от многих факторов (как и при точении) и в первую очередь от глубины резания (t), подачи (s), стойкости инструмент (Т).

Величина подачи(s) определяется главным образом заданной величиной шероховатости обработанной поверхности, а также типом фрезы и твердостью обрабатываемого материала и других факторов.

Для чернового фрезерования (Rz = = 40…30) sz = 0,5. 0,15 мм/зуб; при черновом фрезеровании бóльшие значения подач применяют для торцевых и цилиндрических фрез, а меньшие – для концевых (обработка пазов) и дисковых фрез.

Рис. 15 Компоновка основных узлов горизонтально-фрезерного станка:

1 – станина; 2 –коробка скоростей; 3 –хобот; 4 –стол для установки и закрепления заготовки; 5 – подвеска (серьга) для поддержания оправки с фрезой; 6 –салазки; 7 –консоль; 8 –коробка подач.

Рис. 16 Компоновка основных узлов вертикально-фрезерного станка:

1 –станина; 2 – коробка скоростей; 3 –шпиндельная головка; 4 –шпиндель; 5 – стол для установки и крепления заготовки; 6 – салазки; 7 – консоль; 8 – коробка подач.

Рис. 17 Элементы режимов резания при фрезеровании:

а – встречное фрезерование; б – попутное фрезерованиею

Типы фрез и их геометрические параметры

В зависимости от назначения и вида обрабатываемой поверхности различают следующие типы фрез: цилиндрические, торцевые, дисковые, концевые, угловые, шпоночные, фасонные. Режущие лезвия могут быть прямыми и винтовыми.

Фрезы могут иметь остроконечную и затылованную формы зуба. У остроконечного зуба передняя и задняя поверхности плоские; у заты-лованного зуба передняя поверхность плоская, а задняя выполнена по спирали Архимеда. При переточке затылованного зуба по передней поверхности сохраняется профиль зуба (это важно для фасонных и зуборезных фрез).

Кроме того фрезы могут быть цельные и сборные, с напайными и вставными ножами.

Элементы и геометрия фрезы

К геометрическим параметрам цилиндрической фрезы относятся :

1 Торцевой шаг t – расстояние между зубьями по торцу фрезы.

2 Осевой шаг t₀ – расстояние между зубьями вдоль оси фрезы t₀ =t ctgω.

Оборудование, приспособления, инструмент и наглядные пособия.

Вертикально-фрезерный станок модели 6М12П.

Прихваты, подставки, угловые плиты (обычные, универсальные), машинные тиски (обычные, универсальные), специальные приспособления.

Переходные втулки, оправки, патроны. Мерительный инструмент: штангенциркуль и др.

Органы управления

Рисунок 23 – Основные части и органы управления станка.

На рисунке 23 показаны органы управления вертикально-фрезерного станка 6М12П. В станке предусмотрено дублирование управления. Органы управления расположены на передней панели станка и с левой стороны.

Включение вращения шпинделя осуществляется спереди кнопкой 15, а с левой стороны — кнопкой 5, выключение вращения шпинделя — кнопкой 6.

Импульсное (кратковременное) включение шпинделя производится кнопкой 3. Переключение шпинделя на требуемое число оборотов производят рукояткой 1. Требуемое число оборотов устанавливают поворотом лимба 4, ориентируясь по стрелке-указателю чисел оборотов шпинделя. Направление вращения шпинделя изменяют переключателем 26.

Шпиндель станка смонтирован в поворотной головке, которая поворачивается в вертикальной плоскости на угол 45° в любую сторону.

Шпиндель представляет собой двухопорный вал, смонтированный в выдвижной гильзе. Выдвижение гильзы вместе со шпинделем производят маховичком 9, а зажим — рукояткой 10.

Включение освещения станка (лампа 8) осуществляется переключателем 7, а включение насоса охлаждения — переключателем 27.

Управление движениями стола осуществляется рукоятками, направление поворота которые совпадает с направлением движение стола. Переключение подач осуществляется с помощью грибка 20 и лимба переключения подач.

При этом нажимают кнопку грибка, а пластмассовый грибок отводят на себя до отказа. Затем вращают за грибок лимб и устанавливают требуемую величину подачи. Лимб можно вращать в любую сторону. Включение продольной подачи стола осуществляется рукояткой 12 или 23 (дублирующая).

Включение вертикальной и поперечной подачи производится рукояткой 21 или 24 (дублирующая). Для настройки станка на автоматические циклы перемещения стола применяют кулачки 11. Быстрое перемещение стола в продольном, поперечном и вертикальном направлениях осуществляется кнопкой 2 или 16 (дублирующая). Ручное перемещение стола в продольном направлении осуществляется маховичками 13 и 25 (дублирующий), а в поперечном — маховичком 17.

Кинематическая схема станка

Цепь главного движения. От электродвигателя мощностью 7,5 кВт через упругую соединительную муфту движение передается на вал I, а свала I на вал II через зубчатую передачу 27:53. На валу II находится тройной блок зубчатых колес, с помощью которого можно передать вращение валу III с тремя различными скоростями через передачи 22:32, 16:38 и 19:35. С вала III на вал IY движение может быть передано также тремя различными вариантами передач: 38:26, 27:37, 17:46. Следовательно вал IY имеет девять различных чисел оборотов (3х3=9). Вал Y получает движение от вала IY через двойной блок зубчатых колес с помощью передач 82:38 и 19:69. Таким образом, вал Y имеет 18 различных скоростей (9х2=18). От вала Y движение передается навал YI конической зубчатой передачей 30:30, а с вала YI на шпиндель YII через передачу 54:54.

Выбор режимов фрезерования

Выбрать режимы фрезерования означает, что для заданных условий обработки (обрабатываемый материал, размеры заготовки, припуск на обработку и др.) выбрать оптимальный тип и размер фрезы, марку материала фрезы и геометрические параметры режущей части, а также оптимальные параметры режимов фрезерования: ширина фрезерования глубина фрезерования, подача на зуб, скорость резания, число оборотов шпинделя, минутная подача, эффективная мощность фрезерования и машинное время.

Выбор типа и размера фрезы

Для черновой обработки выбирают торцовые насадные фрезы со вставными ножами или с крупным зубом. При чистовой обработке следует взять торцовые насадные фрезы с мелкими зубьями.

Однако во всех случаях надо отдать предпочтение торцовым фрезам, оснащенным твердыми сплавами, так как машинное время обработки в этом случае значительно сокращается за счет увеличения скорости резания.

Далее для заданного обрабатываемого материала и выбранного материала режущей части фрезы по таблицам справочников определяют геометрические параметры режущей части ( α, γ и др.).

Диаметр концевой фрезы (ГОСТ 17025-71, ГОСТ 20537-75, ГОСТ 20533-93 и др.), предназначенной для:

- фрезерования паза, определяется шириной паза;

- фрезерования уступа, принимается максимально допустимым для данного станка.

Выбор режимов резания

Режимы резания определяют по таблицам, которые приведены в справочниках фрезеровщика, технолога, нормировщика или в справочниках по режимам резания.

Выбор режимов резания при фрезеровании производится в следующей последовательности:

1) ширину фрезерования B, как правило, не выбирают, так как она зависит от размеров заготовки детали, паза или уступа.

2) определение максимально допустимой глубины резания tисходя из припуска на обработку. Припуск на обработку желательно снять за один проход. При чистовом фрезеровании глубина резания не превышает от 1 до 2 мм.

3) определение максимально допустимой подачи на зуб Szв зависимости от характера обработки (черновое или чистовое фрезерование).

При черновом фрезеровании величина подачи ограничивается прочностью зуба фрезы, прочностью самой фрезы (концевые фрезы, фрезы малых диаметров и др.), недостаточной мощностью, жесткостью станка и т.д.

При чистовой обработке величина подачи должна отвечать требованиям точности и шероховатости обработанной поверхности.

При черновом фрезеровании подача на зуб больше, чем при чистовом, так как чем меньше подача на зуб, тем выше класс шероховатости обработанной поверхности.

Фрезерование

Рис. 12 Технологические

ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ

Рис. 15 Компоновка основных узлов горизонтально-фрезерного станка:

Рис. 16 Компоновка основных узлов вертикально-фрезерного станка:

Составители: Л.Г. Баграмов, А.М. Колокатов - МГАУ, 2000. - ХХ с.

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.

Рецензент: Бочаров Н.И. (МГАУ)

Ó Московский государственный агроинженерный

университет имени В.П. Горячкина. 2000.

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 (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 (Рис. 2.) 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.

1.2. 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.

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 периферийно-торцовые;

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.

Рассмотрим элементы и геометрию фрезы на примере цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями (Рис. 3.).

У фрезы различают переднюю поверхность лезвия А_γ , главную режущую кромку К, вспомогательную режущую кромку К', главную заднюю поверхность лезвия А_α , вспомогательную заднюю поверхность лезвия А'_α , вершину лезвия, корпус фрезы, зуб фрезы, спинку зуба, фаску.

В координатных плоскостях статической системы координат (Рис. 4.) рассматриваются геометрические параметры фрезы, среди которых γ, α - передний и задний углы в главной секущей плоскости, γ_Н - передний угол в нормальной секущей плоскости, ω - угол наклона зуба.

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 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 (Рис. 5.) из главной, переходной и вспомогательной, имеющие главный угол в плане φ, угол в плане переходной режущей кромки φ_п и вспомогательный угол в плане φ₁ . 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 φ₁ - 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 = 30. 320 мин, в зависимости от условий обработки, в некоторых случаях достигает 600 мин, стойкость твёрдосплавной фрезы Т= 90. 500 мин.

Различают три вида фрезерования - периферийное, торцовое и периферийно - торцовое. К основным плоскостям и поверхностям, обрабатываемым на консольных фрезерных станках (Рис. 6.), относятся:

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.

Горизонтальные плоскости обрабатываются цилиндрическими (Рис. 6. а) на горизонтально-фрезерных станках и торцовыми (Рис. 6. б) на вертикально-фрезерных станках фрезами. Поскольку у торцовой фрезы одновременно участвует 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. 6. в, г).

Наклонные плоскости обрабатывают торцовыми и концевыми фрезами на вертикальных станках с поворотом оси шпинделя (Рис. 6. д, е), и на горизонтальных станка угловыми фрезами (Рис. 6. ж).

Комбинированные поверхности обрабатывают набором фрез на горизонтальных станках (Рис. 6. з).

Уступы и прямоугольные пазы обрабатывают дисковыми (на горизонтальных) и концевыми (на вертикальных) фрезами (Рис. 6. 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. 6. л, м).

Паз типа "ласточкин хвост" и Т-образные пазы обрабатываются на вертикально-фрезерных станках, как правило, за два прохода, сначала концевой фрезой (или на горизонтально-фрезерном станке дисковой фрезой) обрабатывается прямоугольный паз по ширине верхней части. После этого окончательно паз обрабатывается концевой одноугловой и специальной Т-образной (Рис. 6. н, о) фрезой.

Закрытые шпоночные пазы обрабатываются концевыми фрезами, а открытые - шпоночными на вертикальных станках (Рис. 6. п, р).

Пазы для сегментных шпонок обрабатываются на горизонтально-фрезерных станках дисковыми фрезами (Рис. 6. с).

Фасонные поверхности незамкнутого контура с криволинейной образующей и прямолинейной направляющей обрабатываются на горизонтальных и вертикальных станках фасонными фрезами (Рис. 6. т).

Торцовое фрезерование - наиболее распространенный и производительный способ обработки плоских поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства.

2. ТОРЦОВОЕ ФРЕЗЕРОВАНИЕ.

2.1. Основные типы и геометрия торцовых фрез.

В большинстве случаев для обработки плоскостей открытых и углублённых применяются торцовые фрезы имеющие периферийные лезвия (Рис. 7.), 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.

На Рис. 7. приведены геометрические параметры торцовой фрезы /ГОСТ 25762-83/. Зуб торцовой фрезы имеет две режущие кромки: главную и вспомогательную.

В основной плоскости P_v рассматриваются углы в плане: главный угол в плане j, вспомогательный угол в плане j₁ и угол вершины ε. Главный угол в плане j - 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 (j £ 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 = 3. 4 мм принимают угол j = 10. 30 0 . При нормальной жесткости системы - j = 45. 60 0 ; обычно принимают j = 60 0 . Вспомогательный угол в плане j₁ у торцовых фрез принимают равным 2. 10 0 . Чем меньше этот угол, тем меньше шероховатость обработанной поверхности.

В главной секущей плоскости P_τ рассматриваются передний угол g и главный задний угол a. Передний угол g - это угол между основной плоскостью P_v и передней поверхностью А_γ , главный задний угол a - это угол между плоскостью резания Р_n и главной задней поверхностью А_α .

Передний угол g для торцовых твердосплавных фрез g = (+10 0 ). (-20 0 ).

Главный задний угол a для торцовых твердосплавных фрез a = 10. 25 0 .

В плоскости резания рассматривается угол наклона главной режущей кромки l. Это угол между режущей кромкой и основной плоскостью P_v . Он оказывает влияние на прочность зуба и стойкость фрезы. У торцовых твердосплавных фрез угол l рекомендуется выполнять в пределах от +5 0 до +15 0 при обработке стали и от -5 0 до +15 0 при обработке чугуна.

Угол наклона винтовых зубьев w обеспечивает более равномерное фрезерование и уменьшает мгновенную ширину среза при врезании. Этот угол выбирается в пределах 10. 30 0 .

2.2. Выбор торцовой фрезы

2.2.1. 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 8. 10 комплектами запасных пластин. Весь комплект пластин можно заменить непосредственно на станке, при этом затрата времени на замену 10. 12 ножей не превышает 5. 6 минут.

2.2.2. 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.).

2.2.3. Выбор типа и диаметра фрезы.

Стандартные диаметры фрез (ГОСТ 9304-69, ГОСТ 9473-80, ГОСТ 16222 - 81, ГОСТ 16223 - 81, ГОСТ 22085 - 76, ГОСТ 22086 - 76, ГОСТ 22087 - 76, ГОСТ 22088 - 76, ГОСТ 26595 - 85), 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

2.2.4. 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 ____-__, ____-__, ____-__/.

2.3. Выбор схемы фрезерования

Схемы фрезерования определяется по расположению оси торцовой фрезы заготовки относительно средней линии обрабатываемой поверхности (рис.8.). Различают симметричное и несимметричное торцовое фрезерование /5/.

Симметричным называют такое фрезерование, при котором ось торцовой фрезы проходит через среднюю линию обрабатываемой поверхности (рис. 8.а).

Несимметричным фрезерованием называют такое фрезерование, при котором ось торцовой фрезы смещена относительно средней линии обрабатываемой поверхности (рис. 8.б, 8.в).

Симметричное торцовое фрезерование делится на полное, когда диаметр фрезы D равен ширине обрабатываемой поверхности В, и неполное, когда D больше В (рис.8.а).

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 (рис.8.б) 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 С₁ = (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) С₂ ≈ 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.

Сущность и физические закономерности процесса резания. Типы и формы стружек. Тепловыделения в технологической зоне. Факторы, влияющие на трение, износ и стойкость инструмента. Порядок назначения и выбора главных элементов оптимального режима резания.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	03.11.2016
Размер файла	514,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

резание технологический трение

От современных машин требуются высокие эксплуатационные и технико-экономические характеристики, надежность работы. Проходя путь технологической обработки от исходного материала до готовой детали в машине, изделие подвергается обработке различными технологическими методами.

Одной из главных задач современного машиностроения является развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов изготовления деталей машин. Одно из главных мест в технологическом процессе изготовления изделий занимает обработка металлов резанием.

При обработке резанием около 20% материала превращается в отходы (стружку), тем не менее, изготовление высокоточных деталей осуществляется только лишь чистовыми и отделочными методами обработки резанием, объем которых непрерывно возрастает.

1. Режим резания и геометрия срезаемого слоя

Режим резания - совокупность величины элементов: глубины резания, подачи и скорости резания.

Рассмотрим элементы режима резания на примере процесса точения (Рис. 1).

Рисунок 1. Элементы режима резания и геометрия срезаемого слоя при точении

Скорость резания V - это расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания имеет размерность м/мин или м/сек. При точении скорость резания равна м/мин

где Dзаг - наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; n - частота вращения заготовки в минуту.

Подачей S называют путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот или один ход заготовки или инструмента.

Подача в зависимости от технологического метода обработки имеет размерность:

мм/об - для точения и сверления;

мм/об, мм/мин, мм/зуб - для фрезерования;

мм/дв. ход - для шлифования и строгания.

По направлению движения различают подачи: продольную Sпр, поперечную Sп, вертикальную Sв, наклонную Sн, круговую Sкр, тангенциальную Sт и др.

Глубиной резания t называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно последней. Глубину резания относят к одному рабочему ходу инструмента относительно обрабатываемой поверхности. Глубина резания имеет размерность мм. При точении цилиндрической поверхности глубина резания определяется по формуле:

где d - диаметр обработанной цилиндрической поверхности заготовки, мм.

Глубина резания всегда перпендикулярна направлению движения подачи. При подрезании торца глубиной резания является величина срезаемого слоя измеренная перпендикулярно к обработанному торцу. При прорезании и отрезании глубина резания равна ширине канавки, образуемой резцом.

Глубина резания и подача являются технологическими величинами, которыми оперируют в производственных условиях (при нормировании). Для теоретических исследований имеют значение геометрические величины срезаемого слоя: ширина, толщина и площадь срезаемого слоя.

где - главный угол в плане.

Эта площадь сечения срезаемого слоя называется номинальной. Действительная площадь срезаемого слоя будет меньше номинальной за счет гребешков, оставляемых резцом на обработанной поверхности. Высота и форма остающихся гребешков влияет на шероховатость обработанной поверхности.

Параметры процесса резания - это переменные, используемые для описания и анализа процесса резания. К ним относят множество размеров обработанной поверхности (линейные, угловые), множество параметров шероховатости; основное время, непосредственно затраченное на резание То, стойкость инструмента Т, эффективную мощность резания, скорость резания, геометрические параметры резцов и т.д.

Основное технологическое время обработки То - это время, затрачиваемое непосредственно на процесс изменения формы, размеров и шероховатости обрабатываемой поверхности заготовки. Для токарной обработки

где -путь режущего инструмента относительно заготовки в направлении подачи; l - длина обработанной поверхности, мм; -величина врезания () и перебега резца (1-2), мм;

i - число рабочих ходов резца, необходимое для снятия материала, оставленного на обработку;

n - частота вращения заготовки, об/мин;

Производительность обработки Q - количество деталей, обрабатываемых за определенное время Т (смена, час).

где Тк время обработки детали.

Если норма выработки или производительность определяются за час, то

Время обработки детали

где tшт - штучное время, затрачиваемое на каждую деталь;

tп.з. - подготовительно-заключительное время, отнесенное к одной детали.

где Тп.з. - подготовительно-заключительное время на обрабатываемую партию деталей; N - число деталей в партии.

где to - основное (технологическое) время, затрачиваемое на резание;

tв - вспомогательное время, необходимое для установки и снятия детали, измерения ее, управления станком и др.;

tоб - время обслуживания станка и рабочего места, отнесенное к одной детали;

tп - время перерывов на отдых и естественные надобности, отнесенное также к одной детали.

Отдельные составляющие штучного времени определяются по нормативно-справочным данным.

Элементы режима резания назначают следующим образом:

1 сначала выбирают глубину резания. При этом стремятся весь припуск на обработку снять на один проход режущего инструмента. Если по технологическим причинам необходимо сделать два прохода, то при этом на первом проходе снимают 80% припуска, при втором 20%;

2 выбирают величину подачи. Рекомендуют назначать наибольшую допустимую величину подачи, учитывая требования точности и шероховатости обработанной поверхности, а также режущие свойства материала инструмента, мощности станка и другие факторы;

3 определяют скорость резания по эмпирическим формулам. Например, для точения

где СV - коэффициент, зависящий от обрабатываемого и инструментального материалов и условий резания;

Т - стойкость резца в минутах;

m - показатель относительной стойкости;

XV, YV - показатели степеней.

4.по найденной скорости определяется число оборотов шпинделя станка и по паспорту станка выбирается ближайшее меньшее

К параметрам режима резания относят также основное (технологическое) время обработки: время, затрачиваемое непосредственно на процесс резания:

где L = l + y + y₁ - путь режущего инструмента в направлении подачи, мм;

l - длина обработанной поверхности, y = t * ctgц - величина врезания резца, y₁ = 1…3 мм - выход (перебег) резца, i - число рабочих ходов резца.

2. Физические закономерности (явления) процесса резания

Резание металлов - сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающийся рядом физических явлений, таких как:

Читайте также: