Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Элементы режима резания при фрезеровании

Фрезерование — обработка металла фрезами

Фрезерование является распространенным видом механической обработки. Фрезерованием в большинстве случаев обрабатываются плоские или фасонные линейчатые поверхности. Фрезерование ведется многолезвийными инструментами – фрезами. Фреза представляет собой тело вращения, у которого режущие зубья расположены на цилиндрической или на торцовой поверхности. В зависимости от этого фрезы соответственно называются цилиндрическими или торцовыми, а само выполняемые ими фрезерование – цилиндрическим или торцовым. Главное движение придается фрезе, движение подачи обычно придается обрабатываемой детали, но может придаваться и инструменту – фрезе. Чаще всего оно является поступательным, но может быть вращательным или сложным.

Процесс фрезерования отличается от других процессов резания тем, что каждый зуб фрезы за один ее оборот находится в работе относительно малый промежуток времени. Большую часть оборота зуб фрезы проходит, не производя резания. Это благоприятно сказывается на стойкости фрез. Другой отличительной особенностью процесса фрезерования является то, что каждый зуб фрезы срезает стружку переменной толщины.

Фрезерование может производиться двумя способами: против подачи и

Рис. 1. Виды фрезерования: а) – против подачи, б) – по подаче, в) – торцовой фрезой, г) – концевой фрезой

по подаче (рис. 1). Первое фрезерование называется встречным, а второе – попутным. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки.

Встречное фрезерование является основным. Попутное фрезерование целесообразно вести лишь при обработке заготовок без корки и при обработке материалов, склонных к сильному обработочному упрочнению, так как при фрезеровании против подачи зуб фрезы, врезаясь в материал, довольно значительный путь проходит по сильно наклепанному слою. Износ фрез в этом случае протекает излишне интенсивно.

При работе торцовыми или концевыми фрезами различают симметричное и несимметричное резание. При симметричном резании ось фрезы совпадает с плоскостью симметрии обрабатываемой поверхности, а при несимметричном – не совпадает.

Основными элементами режима резания при фрезеровании являются глубина резания, подача, скорость резания и ширина фрезерования.

Глубиной резания t является толщина слоя металла, срезаемого за один проход. При цилиндрическом фрезеровании она соответствует длине дуги контакта фрезы с обрабатываемым изделием и измеряется в направлении, перпендикулярном оси вращения фрезы, при торцовом – в параллельном.

Под шириной фрезерования В следует понимать ширину обрабатываемой поверхности, измеренную в направлении, параллельном оси вращения цилиндрической или концевой фрезы, а при фрезеровании торцовой фрезой – в перпендикулярном.

Скоростью резания v является окружная скорость режущих лезвий фрезы

, об/мин,

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

Подачей называется перемещение обрабатываемой заготовки относительно фрезы. При фрезеровании различают три вида подач:

подача на зуб ( s z , мм/зуб) – величина перемещения заготовки за время поворота фрезы на один зуб;

подача на оборот фрезы ( s 0 , мм/об) – величина перемещения заготовки за время одного оборота фрезы;

подача в минуту (или минутная подача, s м , мм/мин) – величина перемещения заготовки в минуту

Эти подачи связаны между собой зависимостью:



где: z – число зубьев фрезы, n – частота вращения, об/мин.

Плавность работы фрезы зависит от глубины резания, диаметра фрезы и числа зубьев. Она определяется величиной угла контакта фрезы с обрабатываемой заготовкой. Углом контакта называется центральный угол, соответствующий длине дуги соприкосновения фрезы с обрабатываемой заготовкой–деталью (рис. 2).

; ; ;

Рис. 2. Схема расчета: а) – угла контакта фрезы и б) – максимальной толщины стружки a max

Для обеспечения плавности работы фрезы число одновременно работающих зубьев должно быть не менее двух.

;

.

Толщина среза при фрезеровании переменная, ее величина зависит от подачи на зуб и угла контакта фрезы:

.

При расчете режима резания глубина резания t назначается максимально возможной по условиям жесткости технологической системы, ширина фрезерования В определяется размерами обрабатываемой поверхности. Подача на зуб s z выбирается по таблицам справочников в зависимости от вида и размеров применяемого инструмента, мощности станка и свойств обрабатываемого материала.

Скорость резания v рассчитывается с учетом величины выбранных элементов режима резания по формуле:

, м/мин,

где: С v – константа, зависящая от свойств обрабатываемого материла;

D – диаметр фрезы, мм;

Т – стойкость фрезы, которая назначается в пределах от 60 до 400 минут в зависимости от вида и размера фрез, мин;

z – число зубьев фрезы;

S z – подача на зуб, мм/зуб.

После расчета режима резания определяется главная составляющая силы резания P Z , крутящий момент M кр и потребляемая на резание мощность N :

, Н.

, Н.м,

, кВт.

Рис. 3. Схема расчета основного технологического времени при фрезеровании

Основное технологическое время t 0 рассчитывается по формуле:

, мин,

Величина врезания l 1 зависит от диаметра фрезы и глубины резания. Из рис. 3 видно, что:

,

.

Величина перебега l 2 назначается в зависимости от размеров обрабатываемого изделия и диаметра фрезы.

Данный материал основан на лекциях Подгоркова Владимира Викторовича (д.т.н., проф. кафедры ТАМ, Ивановский государственний энергетический университет)

Элементы режимов резания при фрезеровании

Скорость резания у — длина пути (в метрах), которую проходит за одну минуту наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки.

За один оборот фрезы точка режущей кромки, расположенная на окружности фрезы диаметром Д пройдет путь, равный длине окружности, т. е. nD.

При фрезеровании различают следующие виды подач (12): подачу на один зуб, подачу на один оборот и минутную подачу. По направлению различают продольную, поперечную и вертикальную подачи.

Подачей на зуб (sz, мм/зуб) называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за время ее поворота на один зуб.

Читать еще:  Московская область отказалась от побелки деревьев

Подачей на один оборот фре-з ы (so, мм/об) называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за один оборот фрезы.

Минутной подачей (sM, мм/мин) называется величина относительного перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за одну минуту.

Как видно на 12, каждый зуб фрезы снимает одинаковую стружку в виде запятой. Стружка, снимаемая одним зубом, определяется двумя дугами контакта соседних зубьев. Расстояние между этими дугами, измеренное по радиусу фрезы, переменное. Оно определяет толщину среза. Из 12 видно, что толщина среза изменяется от нуля до максимального значения.

На обрабатываемой заготовке при фрезеровании различают обрабатываемую поверхность, обработанную поверхность и поверхность резания (13).

Для всех видов фрезерования различают глубину резания и ширину фрезерования. Глубина фрезерования — расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями (см. 13). Ширина фрезерования — ширина обработанной за один проход поверхности. Обычно глубину фрезерования принято обозначать буквой t, а ширину фрезерования — В. Это справедливо в том случае, когда указанные параметры рассматриваются как технологические. Параметр (глубина или ширина фрезерования), который оказывает влияние на длину контакта главных режущих кромок фрезы с обрабатываемой заготовкой, будем обозначать буквой В, второй, не влияющий на указанную длину, — буквой t. На 14 видно, что параметром, влияющим на длину контакта главных режущих кромок с обрабатываемой заготовкой и обозначенным буквой В, будет ширина фрезерования при фрезеровании плоскости цилиндрической

фрезой (14, а), паза или уступа дисковой фрезой (14, бив), или глубина фрезерования при фрезеровании паза или уступа концевой фрезой (14, г и д), уступа торцовой фрезой (14, е), торцовой фрезой с угловым лезвием (14, ж), симметричное фрезерование торцовой фрезой (14, з) и несимметричное фрезерование торцовой фрезой (14, и).

Поэтому в дальнейшем буквой В будем обозначать ширину фрезерования при обработке цилиндрическими, дисковыми, отрезными и фасонными фрезами или глубину фрезерования при обработке торцовыми и концевыми фрезами. Буквой t — глубину фрезерования при обработке цилиндрическими, дисковыми, отрезными и фасонными фрезами или ширину фрезерования при обработке торцовыми и концевыми фрезами.

Слой материала, который необходимо удалить при фрезеровании, называется припуском на обработку. Припуск можно удалить в зависимости от его величины за один или несколько проходов. Различают черновое и чистовое фрезерование. При черновом фрезеровании обработку производят с максимально допустимыми по условиям обработки глубинами резания и подачами на зуб. Чистовым фрезерованием получают детали с окончательными размерами и поверхностью высокого класса шероховатости.

Смотрите также:

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

Режимы резания при фрезеровании

Расчет режимов фрезерования заключается в определении скорости резания, частоты вращения фрезы, и выбора подачи. При фрезеровании различают два основных движения: вращение фрезы вокруг своей оси — главное движение и перемещение заготовки относительно фрезы — движение подачи. Скорость вращения фрезы называют скоростью резания, а скорость перемещения детали — подачей. Скорость резания при фрезеровании — это длина пути (в м), которую проходит за 1 мин наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки.

Скорость резания легко определить, зная диаметр фрезы и частоту ее вращения (число оборотов в минуту). За один оборот фрезы режущая кромка зуба пройдет путь, равный длине окружности, имеющей диаметр D:

l = πD, где l — путь режущей кромки за один оборот фрезы.

Длина пути

Длина пути, пройденная кромкой зуба фрезы в единицу времени,

L = ln = πDn, где n — частота вращения, об/мин.

Скорость резания

Принято обозначать диаметр фрезы в миллиметрах, а скорость резания в метрах в минуту (м/мин), поэтому написанную выше формулу можно записать в виде:

Частота вращения фрезы

В производственных условиях часто требуется определить необходимую частоту вращения фрезы для получения заданной скорости, резания. В этом случае используют формулу:

Подача при фрезеровании

При фрезеровании различают подачу на зуб, на оборот и минутную подачу. Подачей на зуб Sz называют расстояние, на которое перемещается заготовка (или фреза) за время поворота фрезы на один шаг, т. е. на угол между двумя соседними зубьями. Подачей на оборот S называют расстояние, на которое перемещается обрабатываемая деталь (или фреза) за время одного полного оборота фрезы:

Минутная подача

Минутной подачей Sм называют расстояние, на которое перемещается заготовка (или фреза) в процессе резания за 1 мин. Минутная подача измеряется в мм/мин:

Определение времени фрезерования детали

Зная минутную подачу, легко подсчитать время, необходимое для фрезерования детали. Для этого достаточно разделить длину обработки (т. е. путь, который должна пройти заготовка по отношению к фрезе) на минутную подачу. Таким образом, по величине минутной подачи удобно судить о производительности обработки. Глубиной резания t называют расстояние (в мм) между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное перпендикулярно обработанной поверхности, или толщину слоя металла, снимаемого за один проход фрезы.

Скорость резания, подача и глубина резания являются элементами режима резания. При наладке станка устанавливают глубину резания, подачу и скорость резания, исходя из возможностей «режущего инструмента, способа фрезерования обрабатываемого материала и особенностей обработки. Чем большее количество металла в единицу времени фреза снимает с заготовки, тем выше будет производительность фрезерования. Естественно, что производительность фрезерования при прочих равных условиях будет повышаться с увеличением глубины резания, подачи или скорости резания.

24.3 Элементы режима резания при фрезеровании

Главное движение – вращение инструмента; V = ПDnф /1000 м/мин

Читать еще:  Техника безопасности при работе на сверлильном станке

Подача – при фрезеровании различают три размерности подачи:

Sz мм/зуб – подача на зуб Sz = S/ Z Z – число зубьев фрезы

So мм/ об – подача на оборот

SM мм/ мин – минутная подача SM = S n = Sz Z n

Глубина резания t – толщина слоя срезаемого металла, измеренная перпендикулярно к оси вращения фрезы.

Ширина фрезерования В – ширина заготовки, измеренная параллельно оси вращения фрезы.

24. 4 Элементы срезаемого слоя при фрезеровании

а) при цилиндрическом фрезеровании

Схема встречного фрезерования Схема попутного фрезерования

Встречное фрезерование – это фрезерование против подачи;

Попутное фрезерование – это фрезерование по подаче.

Рассмотрим поверхности – обработанная, обрабатываемая и поверхность резания. Для первого зуба поверхность резания будет своя, для второго – своя. При фрезеровании вводится угол контакта w.

Угол контакта w– центральный угол, который соответствует дуге контакта зуба фрезы с заготовкой.

Из Δ ОАВ cos w = (R — t) / R = 1 – t/R при t = const R ↑ w ↓

Из Δ ВСD amax =Sz sin w

1) a – будет величиной переменной в каждый момент времени, что вызывает переменные нагрузки. Толщина «а» изменяется от 0 до amax.

При увеличении диаметра фрезы при равных прочих условиях угол контакта уменьшается и следовательно уменьшается толщина срезаемого слоя.

2. Ширина срезаемого слоя.

а) зубья параллельно оси (фреза с прямым зубом)

Ширина срезаемого слоя при фрезеровании фрезами с прямыми зубьями равна длине контакта режущей кромки зуба с заготовкой b=B.

б) с винтовым зубом

Рассмотрим идеальный случай (когда нет проскальзывания)

Развернем на плоскость поверхность резания. В точке А зуб начинает врезаться, а в точке С зуб выходит из контакта.

l – длина дуги контакта

l= DПw/2П b= l/ sin w b= Dw/ 2sinw

fZ = aZ b площадь поперечного сечения на 1 зуб

На практике такой случай не встречается. Для общего случая, когда врезание начинается не в точке А, а выход

инструмента происходит не в точке С, тогда

w 1 – угол входа зуба

w2 – угол выхода зуба

Площадь поперечного сечения есть величина переменная. Все расcмаривалось при работе однозубой фрезы, а в работе могут участвовать одновременно несколько зубьев. Число одновременно работающих зубьев можно определить

W –угол контакта

E – угловой шаг зубьев фрезы E = 2П / Z Z- число зубьев фрезы

б) торцевое фрезерование

схема симметричного фрезерования схема несимметричного фрезерования

w – угол контакта

мгновенная толщина срезаемого слоя, в какой момент времени находится зуб фрезы ( плоскость X-X )

ax = Sz cos w/2 при w/2 = 0, amax =Sz

При симметричном фрезеровании мгновенная толщина срезаемого слоя по мере продвижения зуба по поверхности резания изменяется от минимального значения в точке входа до максимального и опять до минимального в точке выхода.

Вид срезаемого слоя в плоскости X

площадь поперечного сечения

fz = az max b = Sz sin Ч t /sin Ч = Sz t мм 2

Формулы фрезерования / Milling formulas

811 Каталог WALTER 2013 Дополнение к общему Стр.H-7

Формулы при фрезеровании для расчета режимов резания на фрезерных станках Расчет мощности Подача на зуб Частота вращения шпинделя Угол контакта Средняя толщина стружки

Формулы при фрезеровании для расчета режимов резания на фрезерных станках Расчет мощности Подача на зуб Частота вращения шпинделя Угол контакта Средняя толщина стружки _ Удельная сила резания Угол в плане Частота вращения vmnn min vc x 1000 Dcx7t Скорость резания Dcxj xn Vr = m/min c 1000 Подача Vf = fz x z x n mm/min Скорость подачи на один зуб U = mm/z zxn Удельный съём материала ае х а0 х Vf Q = cm 3/min 1000 Мощность aD х a х Vf х kc Pm0t= a W tkWl 6 x 107 x Ti Средняя толщина стружки 114,7 xfzxsinicx(ae/Dc) = фз mm — hm X фз mm 114,7xsinKX(ae/Dc) I cle hmsfzx- 5 mm fz = — =- mm ae (Dc приближённая формула для ae Dc 30% Угол контакта фрезы Центральное позиционирование фрезы (ps = 2xarcsin(j ) Позиционирование со смещением от центра фз = 90°+arcsin ае(р )/2) Удельная сила резания кс = 1 х ci-i N/mm2 или n Частота вращения мин-1 Dc Обрабатываемый диаметр мм ap Глубина резания мм ae Ширина резания мм z Количество зубьев Vc Скорость резания м/мин Vf Подача мм/мин fz Подача на зуб мм Q Удельный съём материала см3/мин P mot Потребляемая мощность кВт hm Средняя толщина стружки мм kc Удельная сила резания Н/мм2 n КПД станка (0,7-0,95) К Угол в плане Ф5 Угол контакта фрезы Ф1 Зона фрезерования против подачи Ф2 Зона фрезерования по подаче kc Удельная сила резания Н/мм2 kc1.1 Удельная сила резания Н/мм2 для поперечного сечения стружки 1 мм2 mc Поправочный коэффициент для фактической kc y Рабочее зацепление мм mc и kc1.1 см. таблицу на стр. H-7 в Общем каталоге Walter 2012. H-7 Общая техническая информация Walter Формулы фрезерование и обрабатывающих центрах Потребляемая

936 Каталог SUMITOMO 2016 Металлорежущий инструмент Пластины Сверла Фрезы Резцы для станков Стр.N6

Конструкция корпусной фрезы по металлу Станочный металлорежущий инструмент со сменными режущими пластинами Вычисление требуемой мощности при фрезеровании

Конструкция корпусной фрезы по металлу Станочный металлорежущий инструмент со сменными режущими пластинами Вычисление требуемой мощности при фрезеровании _ Вычисление силы резания n doc Woe Vf Ко . . Рс = (кВт) 60 х 106 х I Коэффициент силы резания Мощность (л.с.) Рс 0,75 Н = Производительность doc х Woe х Vf Q = 1.000 (сма/мин) Pc : Требуемая мощность (кВт) Н : Требуемая мощность (л.с.) Q : Производительность (см3/мин) woc: Ширина фрезерования (мм) Vf : Подача (мм/мин) doc: Глубина резания (мм) П : КПД (0,7-0,85) Кс : Коэффициент силы резания (Н/мм2) Приблизительное значение j Сталь: 2500-3000 ( Чугун: 1500 ) А Q X мат-л No> Легированная сталь Углеродистая стал. Чугун Алюминиевый сплав 1.800 800 200 — 1.400 600 160 — 1.000 400 120 — О 0,10,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Подача (мм/зуб) В таблице указаны: — Предел прочности для сталей — Твердость (НВ) для чугуна > Вычисление скорости резания Vc = 71 X D X 1.000 9 Вычисление минутной подачи Vf = ft X Z X n vf Скорость резания(м/мин) 3,14 Диаметр фрезы (мм) Частота вращения (об/мин)) Минутная подача (мм/мин) Подача (мм/зуб) Количество зубьев N6 Техническое Руководство Техническое руководство Основы фрезерования

Читать еще:  Юный техник — для умелых рук 1983-10, страница 10

352 Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка металлов резанием Инструмент и оснастка Стр.H77

Формулы и определения для фрезерной обработки на металлорежущем оборудовании и станках Скорость подачи, мм/мин Vf = fz X n X zc Скорость резания,

Формулы и определения для фрезерной обработки на металлорежущем оборудовании и станках Скорость подачи, мм/мин Vf = fz X n X zc Скорость резания, м/мин Vc = П X Dcap X n 1000 Частота вращения шпинделя, об/мин n = vc X 1000 П X D cap Подача на зуб, мм Vf fz = n X Zc Подача на оборот, мм/об fn = Скорость съёма материала, см3/мин Q = ap x ae x Vf Q 1000 Потребляемая мощность, кВт ae x ap x vf x kc Pc = 60 X 106 Крутящий момент, Нм Mc = Pc X 30 X 103 П X n Параметр Значение Единицы измерения Se Ширина фрезерования мм aP Глубина резания мм Dcap Диаметр резания при фактической глубине резания ap мм Dm Обрабатываемый диаметр (диаметр детали) мм fz Подача на зуб мм fn Подача на оборот мм/об n Частота вращения шпинделя об/мин vc Скорость резания м/мин vf Скорость подачи мм/мин c Эффективное число зубьев шт hex Максимальная толщина стружки мм hm Средняя толщина стружки мм kc Удельная сила резания Н/мм2 Pc Потребляемая мощность кВт Mc Крутящий момент Н/м Q Скорость съёма материала см3/мин k Угол в плане град SANDVIK H 77 n Формулы и определения

1118 Каталог KENNAMETAL 2018 Инструмент для обработки отверстий Метчики Фрезы Стр.

Красочная фотография фрезы сборной торцевой со сменными режущими шестигранными пластинами из твердого сплава и без задних углов Иллюстрация из каталога

Красочная фотография фрезы сборной торцевой со сменными режущими шестигранными пластинами из твердого сплава и без задних углов Иллюстрация из каталога _ Kennametal

Элементы режимов резания при фрезеровании

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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector