53.Режимы резания, силы резания и типы фрез. Элементы режима резания.

Рассмотрим элементы режима резания на схемах фрезерования цилиндрической и концевой фрезами (Рис.75).

К элементам режима резания при фрезеровании относятся:

ширина фрезерования, глубина резания, подача и скорость резания.

Ширина фрезерования (В) - величина обрабатываемой поверхности, измеренная в направлении, параллельном оси фрезы. Ширина фрезерования задается чертежом детали.

Рис.75. Виды фрезерования: а) цилиндрическое; б) торцовое.

Глубина резания (t ) - толщина срезаемого слоя материала, измеренная перпендикулярно к обработанной поверхности. Глубину резания можно определить, зная припуск (разность высот заготовки - Н и детали - h) и число рабочих ходов - i:

(мм).

Подача (S) при фрезеровании - величина перемещения обрабатываемой заготовки относительно фрезы.

Различают три размерности подачи:

S_z – подача на зуб (мм/зуб) - перемещение заготовки при повороте фрезы на один зуб;

S_о – подача на оборот (мм/об) - перемещение заготовки за один оборот фрезы;

S_м – минутная подача (мм/мин) - перемещение заготовки за одну минуту (скорость подачи).

Между видами подач имеется соотношения:

S_M = S_о• n_фр = S_z• Z_фр• n_фр , (мм/мин),

где Z_фр - число зубьев фрезы;

n_фр - частота вращения фрезы, об/мин.

Скорость резания (V) при фрезеровании - окружная скорость вращения фрезы, определяется по скорости точки режущего лезвия, наиболее удаленной от оси фрезы:

V = л • Dфр• nфр , (м/мин)

где D_фр - наружный диаметр фрезы, м;

n_фр - частота вращения фрезы, об/мин.

В практических расчетах допустимая скорость резания определяется по эмпирической зависимости:

(м/мин),

где С_V - коэффициент, характеризующий свойства материала заготовки и условия обработки;

T^m - период стойкости фрезы, мин;

m, q_v, х_v, у_v, и_v, р_v - показатели степени при T, D_фр, t, S_z, В и Z_фр ;

К_V - общий поправочный коэффициент, учитывающий изменения условий обработки, определяется как произведение ряда коэффициентов:

К_V = К_Mv • К_Пv • К_Иv ,

где К_Mv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

К_Пv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

К_Иv - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

Иногда, скорость резания назначается без расчета, а в виде конкретных значений, рекомендуемых в справочных данных. В этом случае рекомендуемая скорость резания корректируется на различные условия обработки поправочными коэффициентами.

Типы фрез.

В зависимости от вида обрабатываемой поверхности применяется соот-ветствующий тип фрезы. Среди всех видов лезвийного инструмента фрезы выделяются наибольшим разнообразием и различаются по признакам:

- по расположению зубьев на исходном цилиндре:

торцовые, цилиндрические, одно-, двух- и трехсторонние;

- по способу закрепления на станке:

насадные, хвостовые (или концевые);

- по характеру выполняемой работы:

шпоночные, угловые, фасонные, пазовые, отрезные, прорезные, резьбовые, зуборезные и др.;

- по направлению зуба на цилиндре:

прямозубые, с винтовым и разнонаправленным зубом;

- по материалу режущей части:

из быстрорежущей стали, твердого сплава или композита;

- по форме задней поверхности зуба:

остроконечные (острозаточенные) и затылованные;

- по способу закрепления режущего элемента:

цельные и сборные: с напаянными или приклеенными пластинами, с вставными ножами, с механическим креплением и др.;

- по виду хвостовика для крепления фрезы:

с цилиндрическим и коническим хвостовиком;

- по размеру зуба:

с мелким и крупным зубом.

На основании перечисленных отличающих признаков можно выделить следующие типы фрез:

- основные: цилиндрические, торцовые, дисковые, концевые, угловые, фасонные и отрезные;

- специальные: шпоночные, пазовые ("Т-образные", типа "Ласточкин хвост" и др.), резьбовые, модульные и др..

Цилиндрические фрезы (Рис.74a) применяют для обработки открытых поверхностей. Такие фрезы могут быть с правыми и левыми винтовыми канавками, которые обеспечивают более равномерное фрезерование. Для уменьшения вибрации применяют фрезы с неравномерным шагом между зубьями.

Цилиндрические фрезы устанавливаются на станках с горизонтальным расположением шпинделя (горизонтальных и универсальных) и зажимаются на оправках шпинделя с помощью колец и зажимной гайки.

Торцовые фрезы (Рис.74б) имеют режущие кромки на торцовой и цилиндрической поверхностях. Торцовые фрезы могут быть цельными и со вставными пластинками и ножами, насадные и с хвостовиком.

Эти фрезы применяют для обработки открытых поверхностей, их можно устанавливать на любых типах фрезерных станков.

Дисковые фрезы (Рис.74в) применяют для обработки уступов, пазов, лысок, многогранных поверхностей на прямоугольных и круглых заготовках. Дисковые фрезы могут быть одно-, двух- и трехсторонними в зависимости от наличия режущих кромок на цилиндрической части или на торцах.

Дисковые фрезы устанавливаются в основном на станках с горизонтальным шпинделем.

Концевые фрезы (Рис.74г) применяют для обработки плоскостей, уступов, пазов и криволинейных контуров по разметке или копиру. Концевые фрезы имеют режущие кромки на цилиндрической части и торце. Обычно концевые фрезы выполняются заодно целое с хвостовиком и имеют длину большую, чем диаметр. Концевые фрезы можно устанавливать на любых фрезерных станках.

Угловые фрезы (Рис.74д) используют для обработки поверхностей, расположенных под углом друг к другу или угловых пазов и канавок. Различают одно- и двухугловые фрезы.

Рис.74. Основные типы фрез:

а) цилиндрические; б) торцовые; в) дисковые;

г) концевые; д) угловые; е) фасонные.

Фасонные фрезы (Рис.74е) применяют для изготовления сложно-фасонных поверхностей, при этом профиль фасонной фрезы должен соответствовать профилю обрабатываемой поверхности.

Фрезы, применяемые для получения определенных элементов на заготовке, относятся к специальным и имеют соответствующие названия, такие как:

- модульная - для прорезания впадин зубчатых колес;

- пазовая - для получения специальных пазов (типа "ласточкин хвост" или "Т-образная");

- шпоночная - концевая двузубая фреза для получения закрытых шпоночных пазов;

- резьбовая - для нарезания резьбы.

В качестве материала режущей части фрез применяются:

- быстрорежущие стали (Р6М5, Р9М10 и др.);

- металлокерамические твердые сплавы (Т15Кб, Т5К10, ВК8 и др.);

- минералокерамика (ВЗ, Силинит-Р);

- композиты (К05, К10).

По конструкции фрезы могут быть цельные, сварные и сборные.

Цельные фрезы изготовлены полностью из инструментального материала. Сварные и сборные фрезы выполнены из корпуса (державки) и режущих элементов, которые в виде пластин, вставок или ножей припаяны, приклеены или механически закреплены на державке.