4.4. Обработка цилиндрической фрезой с прямыми зубьями

4.4.1. Элементы режима резания

Режим резания определяется скоростью резания

V =	π d n	, м/с,
	6∙104

где d - диаметр фрезы, глубиной резания t (см. рис.4.4), шириной фрезерования В и подачей. Фрезерные станки настраиваются по минутной подаче S_М и числу оборотов в минуту. Минутная подача определяется по подаче на зуб S_Z, числу зубьев фрезы Z и числу оборотов n: S_M = S_Z Zn. При этом S_Z выбирают в пределах 0,02…0,5 мм. Чем выше твердость обрабатываемого материала и ниже прочность материала инструмента, тем меньше должна быть подача на зуб.

4.4.2. Элементы фрезерования

К ним относятся:

1. угол контакта Ψ₀= AOD . Из рис. 4.4 имеем:

cos Ψ0 =	OF	; cos Ψ0 =	d/2 – t	= 1 -	2t
	OA		d/2		d.

Разложив cos Ψ₀ в степенной ряд, получим

cos Ψ0 = 1 –	Ψ02	+	Ψ04	–	Ψ06	+ …
	2!		4!		6!

Рис. 4.4. Схема цилиндрического фрезерования:

1 – обрабатываемая поверхность;

2 – поверхность резания; 3 – обработанная поверхность

Учитывая, что на практике всегда Ψ₀ < 1 рад, членами со степенями выше второй можно пренебречь. В итоге имеем: , рад или , град.

2. число одновременно работающих зубьев Z₀ = Ψ₀/η, где η – угловой шаг зубьев, η = 2π/Z. Подставив вместо Ψ₀ и η, получим: . Полученное по данной формуле число Z₀ необходимо округлить до ближайшего большего целого числа;

3. угол расположения зуба на дуге контакта AD отсчитывается от вертикального диаметра DD₁ и обозначен Ψ. Углы расположения одновременно работающих зубьев обычно определяются для расчетного случая, когда один из зубьев находится в т. А (см. рис. 4.4). Этому зубу присваивается номер Z_0. Угол расположения для любого зуба, находящегося на дуге контакта, с номером i определяется так:

Ψ_i = Ψ₀ – η (Z₀ – i).

При этом .

4.4.3. Геометрия срезаемого слоя

Рис. 4.5. Срезаемый слой при цилиндрическом

фрезеровании инструментом с прямыми зубьями

Каждый зуб фрезы за один оборот срезает слой АВС (см. рис. 4.5), имеющий форму продольного сечения в виде запятой, переменной толщины a_Ψ. Из EHQ (см. рис. 4.4), который ввиду малости подачи S_Z можно принять за прямоугольный, имеем a_Ψi = S_Z sinΨ_i.

Ширина срезаемого слоя постоянна и рaвна ширине фрезерования. Площадь сечения срезаемого слоя F_i = ba_Ψi = b S_Z sinΨ_i. Поскольку при вращении фрезы угол Ψ_i изменяется от 0 до Ψ₀ или от Ψ₀ до 0 в зависимости от направления вращения фрезы, то площадь сечения также переменна, что является одной из главных причин возникновения вибрации при обработке.

4.4.4. Геометрическая шероховатость

Определяется высотой остаточного гребешка МК из (см. рис.4.4) по зависимости (4.2):

MK=S_z²/4d.

Эта формула справедлива для идеального случая, когда все зубья фрезы находятся на одинаковых расстояниях от оси вращения. На практике эти расстояния не одинаковы из-за отклонений, возникающих при заточке фрезы, а также из-за неточной установки фрезы на станке. Поэтому обработанная поверхность формируется одним наиболее удаленным от оси вращения зубом. Разность наибольшего и наименьшего расстояний зубьев от оси вращения называется биением Δ. Учитывая сказанное, нетрудно понять, что высота неровности должна определяться подачей на оборот So, а не подачей на зуб, т.е. R_z=S₀²/4d. При S₀²/4d > Δ следует принять R_z = Δ .