Вопрос 18. Режимы резания при фрезеровании. Виды фрез

Скорость резания

где D - диаметр фрезы в мм;

n - число оборотов фрезы в минуту.

Подача. Основными факторами, ограничивающими выбор максимально возможной величины подачи при черновом фрезеровании, являются обрабатываемый металл, прочность материала режущей кромки фрезы, жесткость системы, размеры обработки, прочность механизма подачи станка.

Глубина резания. Назначается в зависимости от припуска на обработку h. Припуск h целесообразно снимать за один проход, т. е. глубина резания t = h. При повышенных требованиях к точности и чистоте обработанной поверхности припуск снимается в два прохода: черновой и чистовой (t2 =0,75÷2 мм).

Углом контакта фрезы δ называется центральный угол, соответствующий дуге соприкосновения фрезы с заготовкой, измеряе­мой в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы.

Толщина среза а - переменное расстояние между двумя последовательными поверхностями резания (образованными режу­щими кромками двух смежных зубьев фрезы).

где ψ - мгновенный угол контакта, или угол, соответствующий дан­ному положению зуба фрезы.

Ширина среза b измеряется вдоль режущей кромки и представляет собой длину соприкосновения зуба фрезы с заготовкой. Для прямозубой фрезы b = В.

Площадь поперечного сечения среза, сни­маемая одним зубом прямозубой фрезы,

Для прямозубой фрезы число зубьев, одновременно находящихся в работе:

где δ - полный угол контакта;

v - угол между двумя сосед­ними зубьями;

Машинное время при цилиндрическом фрезеро­вании

где L - полный путь относительного перемещения фрезы и заготовки в мм;

l - длина обработанной поверхности в мм;

у – величина врезания в мм;

А – величина перебега в мм (1-5 мм);

S_M – минутная подача в мм/мин.

Фреза – это многолезвийный РИ, представляющий собой тело вращения, форма которого зависит от формы поверхности заготовки и расположении оси фрезы относительно этой поверхности. Режущие кромки оси фрезы лежат на поверхности тела вращения и в процессе резания последовательно вступают в контакт с обрабатываемой поверхностью. Каждый зуб можно рассматривать как резец, присущими ему конструктивными и геометрическими параметрами. Кинематика процесса фрезерования характеризуется быстрым вращением РИ вокруг своей оси (главное движение) и медленным его перемещением относительно обрабатываемой детали закреплённой на станке (движение подачи). В зависимости от вида обрабатываемой поверхности равномерное движение подачи может быть поступательным, вращательным или винтовым.

Фрезы подразделяют:

- по форме зубьев: прямые, винтовые;

- по характеру крепления зубьев: цепные, составные, сборные;

- по способу крепления фрез: насадные, хвостовые;

- по конструкции зуба: остроконечные, затылованные;

- по кинематике: цилиндрические (работают по плоскости), концевые (работают по контуру), торцевые, прорезные, отрезные, шпоночные, фасонные.

Вопрос 19. Режимы резания при шлифовании, абразивный инструмент

Глубина резания (поперечная подача) измеряется в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности, и представ­ляет собой слой металла, снимаемого шлифовальным кругом за один продольный ход:

При черновом шлифовании поперечная подача на каждый ход стола t = 0,01 ÷ 0,025 мм, причем большие значения берутся при s < 0,5 В мм/об заготовки; меньшие - при s ≥ 0,5 В мм/об заго­товки.

При чистовом шлифовании поперечная подача t = 0,005 ÷ 0,015 мм; при прочих одинаковых условиях наиболее чистая обработанная поверхность получается при работе с большими окружными скоростями вращения шлифовального круга, с меньшими продольными подачами, с меньшими окружными скоростями вращения заготовки и с меньшими глубинами шлифования.

Продольная подача s – величина относительного поступа­тельного перемещения круга и заготовки вдоль ее оси за один ее оборот (мм/об заготовки). Обычно продольная подача задается в долях ширины круга s_д, т. е. s = s_д В мм/об заготовки, где s_д = 0,3 ÷ 0,5 - для черновой обработки, D₃ до 20 мм; s_д= 0,7 ÷ 0,85 - для черновой обработки, D₃ ≥ 20 мм; s_д = 0,2 ÷ 0,4 - для чистовой обработки; В - ширина круга в мм; D₃ - диаметр заготовки.

Минутная продольная подача или скорость продольного хода стола

, где п₃ - число оборотов заготовки в минуту.

Скорость вращения заготовки измеряется в м/мин и может быть подсчитана по формуле

где D₃ – диаметр заготовки в мм;

п₃ - число оборотов заготовки в минуту.

Скорость вращения шлифовального круга (скорость резания) измеряется в метрах в секунду и подсчитывается по формуле

где D_к – диаметр шлифовального круга в мм;

п_к – число оборотов шлифовального круга в минуту.

Кроме того, с уменьшением V₃ возрастает время контакта между шли­фовальным кругом и деталью, что приводит к повышению температуры шлифования и может вызвать прижоги обработанной поверхности; с увеличением же V₃ возрастают центробежные силы и амплитуда виб­раций, что может привести к «дробленой» (некачественной) обработанной поверхности.

Скорость вращения шлифовального круга. Окружные скорости шлифовальных кру­гов на обычной керамической связке при работе с автоматической пода­чей 30 - 35 м/сек, на бакелитовой связке 35 - 40 м/сек. Шлифовальные круги на специальных высокопрочных керамических связках дают возможность работать со скоростью вращения шлифовального круга 50 м/сек и выше (скоростное шлифование).

Машинное время при наружном круглом шлифова­нии в центрах методом продольной подачи подсчитывается по формуле:

где L - длина шлифования в мм;

h - припуск на сторону в мм;

п3 - число оборотов заготовки в минуту;

sд - долевая подача (в долях ширины круга за один оборот заготовки);

В - ширина круга в мм;

t - глубина резания (поперечная подача) на каждый ход в мм;

К - коэффициент точности, равный при черновом шлифовании 1,1; при чистовом - 1,4.

Силы (рис. 388) Р_z, Р_у, и Р_х по величине небольшие. Наибольшей из сил является радиальная сила Р_у, отжимающая шлифовальный ^-круг от заготовки. Большее значение силы Р_у по отношению к танген­циальной силе Р_г объясняется тем, что внедрение зерен в обрабатывае­мую заготовку затруднено наличием неправильной их геометрической формы и округленных вершин, вы­зывающих отрицательное значение пе­реднего угла. Сила Р_у = (1,5 ÷ 3) Р_г, причем это соотношение тем боль­ше, чем больше поперечная подача и окружная скорость вращения заготовки.

В практике для расчета мощности, затрачиваемой на резание (или мощности на вращение шлифовального круга), при наружном круглом шлифовании методом продольной подачи, пользуются формулой:

По мощности N_peз может быть определена сила Pz:

Необходимая (расчетная) мощность электродвигателя станка

АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

Абразивные материалы делятся на две группы: естественные и искусственные.

К естественным абразивным материалам относятся минералы - алмаз, корунд и наждак. Основной составляющей частью корунда и наждака является окись алюминия (глинозем); они содержат также посторонние примеси, снижающие их качество, а потому в сов­ременном машиностроении почти не применяются.

К искусственным абразивным материалам относятся электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, боразон, искусственный алмаз.

Связки. Для соединения зерен в одно целое применяют связующие (цементирующие) вещества, так называемые связки. От связок зависит прочность удержания зерна в круге и прочность самого круга, при вращении которого возникают большие центробежные силы. Связки делятся на органические и неорганические.

К органическим связкам относятся вулканитовая В и бакелитовая Б.

К неорганическим связкам относятся керамическая К, магнезиальная М и силикатная С.

Твердость абразивного инструмента. Под твердостью абразивного инструмента подразумевается способность связки удерживать зерно в инструменте при воздействии на него внешних усилий. Чем легче выкрашивается зерно из инструмента, тем мягче инструмент, и наобо­рот. Твердость - важная характеристика абразивного инструмента, от которой во многом зависят производительность и качество обрабо­танной поверхности.