4. Шероховатость фрезерованной поверхности

Пусть для продольного цилиндрического фрезерования используется четырехзубая цилиндрическая фреза, режущие кромки зубьев которой расположены на окружностях различных радиусов. При этом R₁> R₂> R₄> R₃. Расчетная схема формирования поверхности при подаче за один оборот фрезы S_о показана на рис. 1. Погрешности расположения режущих кромок лезвий: _1-2 = R₁-R₂, _2-3 = R₂-R₃, _3-4 =R₃-R₄, _4-1=R₄-R₁. Примем траектории зубьев в древесине в форме окружностей.

Д ля определения высоты гребня достаточно написать уравнения смежных окружностей и найти точку их пересечения.

Уравнения окружностей для зубьев 1 и 2 с радиусами вращения R₁ и R₂:

,

(1)

Решая систему уравнений получим

, (2)

Высота гребня

. (3)

Пример. Пусть для фрезы диаметром 140 мм радиусы лезвий равны R = R₁ = 70,06 мм, R₂ = 70,00 мм, R₃ = 69,96 мм, R₄ = 70,02 мм.

Требуется определить координаты гребней волн и шероховатость фрезерованной поверхности.

Исходные данные и расчеты рекомендуется представить в виде табл. 2.

Таблица 2

Форма расчета координат гребней волн

Радиусы пар зубьев	R1…R2	R2…R3	R3…R4	R4…R1
Подача на зуб, мм	2	2	2	2
Максимальный радиус фрезы, мм	70,06	70,06	70,06	70,06
Радиусы лезвий в паре: R1i, мм	70,06	70,0	69,96	70,02
R2i, мм	70,0	69,96	70,02	70,06
Погрешность в паре лезвий, Δi = R1i – R2i, мм	0,06	0,04	-0,06	-0,04
Порядковый номер пары, i	1	2	3	4
Высота гребней по (131), уi, мм	0,069	0,101	0,109	0,041
Абсцисса гребней по (130), хi, мм	3,1	4,4	2,9	5,6

Шероховатость поверхности R_{m max} =101 мкм.

При R= R _max =R₁ подача на зуб, мм

.

Кроме того, из (131) следует

. (4)

Отсюда можно сделать два вывода. Во-первых, неточность радиусов ∆ фрезы не должна превышать высоту гребней кинематических волн у. Во-вторых, значение подачи на зуб складывается из двух слагаемых. Первое из них равно половине максимального значения S_z при ∆=0, а второе меньше первого с поправкой на погрешность длин радиусов ∆.

В табл. 3 приведены значения подачи на зуб, полученные по формуле (4). Максимальное значение S_z получено при ∆=0, минимальное – при ∆=у.

Таблица 3

Предельные значения подачи на зуб

при цилиндрическом фрезеровании древесины

Высота неровностей Rm max, мкм	Значения подачи на зуб Sz, мм, при диаметре окружности резания D, мм
	60	80	100	120	140	160	180	200
6,3	0,6/1,2	0,7/1,4	0,8/1,6	0,9/1,7	0,9/1,9	1,0/2,0	1,1/2,1	1,1/2,2
12,5	0,9/1,7	1,1/2,0	1,2/2,2	1,3/2,4	1,4/2,6	1,5/2,8	1,6/3,0	1,7/3,2
25	1,3/2,4	1,5/2,8	1,7/3,2	1,8/3,5	2,0/3,7	2,1/4,0	2,3/4,2	2,4/4,5
50	1,7/3,5	2,1/4,0	2,3/4,5	2,6/4,9	2,8/5,3	3,0/5,7	3,1/6,0	3,3/6,3
100	2,4/4,9	2,8/5,7	3,2/6,3	3,5/6,9	3,9/7,5	4,1/8,0	4,4/8,5	4,6/8,9
200	3,7/6,9	4,3/8,0	4,8/8,9	5,2/9,8	5,7/10,6	6,1/11,3	6,4/12,0	6,8/12,6
400	5,1/9,8	5,9/11,3	6,6/12,6	7,3/13,8	7,8/14,9	7,4/16,0	8,9/17,0	9,4/17,9
800	6,9/13,8	8,2/15,9	9,2/17,8	10,1/19,5	10,9/21,1	11,7/22,6	12,4/23,9	13,1/25,2

П рифуговка лезвий. Прифуговка лезвий позволяет уменьшить неточность расположения режущих кромок. При прифуговке радиус фрезы укорочивается на величину , и на задней поверхности лезвия образуется фаска (рис. 2). Ширина фаски должна быть не более b = 0,15-0,20 мм.

Отрезок DC = b + tg.

Отрезок АВ =  сtg = tg(+).

Отсюда

. (5)

При b = 0,15 мм допустимая величина стачивания лезвия при прифуговке будет равна ( = 35,  = 40)

=0,0495 мм.

Прифуговку стального инструмента выполняют электрокорундовым оселком зернистостью М28 и твердостью С1 с продольной подачей 2 м/мин и поперечной подачей 0,005 мм.

Условия для получения качественной фрезерованной поверхности. Чтобы получить высоту гребней волн на фрезерованной поверхности, соответствующую заданной шероховатости, необходимо выполнить следующие условия:

– лезвия фрезы должны быть прифугованы так, чтобы погрешность их радиусов не превышала значение заданной шероховатости;

– фреза должна быть снабжена гидравлическим устройством для крепления ее на шпинделе станка. В этом случае удается более точно совместить геометрические оси фрезы и шпинделя. Если при механическом креплении фрезы максимальный зазор вала диаметром 30…50 мм в посадочном отверстии (при посадке Н7/h6) достигает 41 мкм, то при гидравлическом креплении – 5 мкм.

Допустимая погрешность радиусов лезвий, мм

(6)