Режими різання чпу. Розрахунок режимів різання при фрезеруванні (Методичні рекомендації)
У процесі фрезерування зуби багатолезового різального інструменту, що обертається навколо своєї осі, по черзі слідуючи один за одним, врізаються в матеріал заготовки, яка рухається на фрезу. Внаслідок такого роду рухів відбувається відділення шару металу з утворенням стружки. Елементами режиму різання, що супроводжують фрезерування, є глибина, на яку занурюється фреза, швидкість різання з якої фрезерується матеріал та подача руху заготовки.
Ширина фрезеруванняце відстань, на якій головні ріжучі кромки зубів фрези стикаються із заготівлею.
Глибина різанняце шар металу з певною товщиною, який видаляється у процесі фрезерування за один робочий прохід. Вимірюється глибина фрезерування як різницю між оброблюваною поверхнею і утворюється в результаті обробки.
Головний рухпри фрезеруванні це ніщо інше як обертання фрези. Виконуючи технологічні операції, пов'язані з фрезеруванням, ріжучому інструменту задається обертання і при цьому в налаштуваннях верстата встановлюється кількість обертів за одиницю часу. Однак головним параметром обертання фрези є чи кількість оборотів, з яким вона повертається навколо своєї осі, а швидкість різання.
Швидкість різання
Швидкість різаннядля фрези це відстань, що долається за одну хвилину ріжучою кромкою на найбільш віддаленій точці радіусу інструменту щодо осі обертання.
Швидкість різання розраховується за такою формулою:
| V = |
- V – швидкість різання
- π – 3.1416
- D – діаметр фрези(мм)
- n – частота обертання фрези (об/хв)
- 1000 - коефіцієнт перекладу мм в м
За технологічних розрахунків вибирається швидкість різання узгоджена з властивостями інструменту. Іншими словами швидкість різання повинна бути допустимою відповідно до періоду стійкості різального інструменту.
Обороти
Обороти фрези(n), як згадувалося вище, є основним рухом верстата. Перед виконанням якоїсь роботи на верстаті, фрезерувальнику доводиться налаштовувати режими різанняодним із компонентів яких є обертання фрези. Так як на промисловому устаткуванні перемикання швидкостей вказується в оборотах за хвилину, відповідно потрібно знати їх число, яке можна розрахувати за формулою:
| n = |
Подання
Подання(S) це робоче переміщення рухомих частин верстата, на одних з яких кріпляться ріжучі інструменти, а на інших деталі або заготовки, що піддаються обробці. Подача є однією з основних характеристик режиму різання, яка потрібна при обробці на верстатах.
Під час виконання фрезерних робіт використовуються такі види подач:
- Подача однією зуб;
- Подання однією оборот;
- Хвилинна подача.
За допомогою фрезерного верстата можна задавати подачі у вертикальному, поздовжньому та поперечному напрямку.
Подання на зуб(S Z мм / зуб) - це відношення хвилинної подачі і добутку частоти обертання шпинделя до зубів, які має фреза.
| S Z = |
Подача на один оборот фрези(S 0 мм/об) – це твір, отриманий в результаті множення подачі на зуб, на кількість зубів різального багатолезового інструменту.
Хвилинна подача(S М мм/хв) – це робоче переміщення фрезерного столу, що проходить відстань, що вимірюється в міліметрах за одну хвилину. Хвилинну подачу можна обчислити, якщо помножити значення подачі на один оборот фрези на число обертів шпинделя або множенням подачі на зуб на число зубів фрези та її обороти.
S М = S 0 × n = S Z × Z × n
Такі опції як подача, швидкість різання для інструменту, глибина та ширина, що задається в процесі обробки, є складовими режимів фрезерування. Режим різання вважається оптимальним за умови розумного поєднання всіх його елементів, що забезпечують найбільшу продуктивність, економію коштів, при незмінних якісних показниках щодо точності виробів та чистоти обробки їх поверхонь.
Завдяки науковому підходу для різання металів було встановлено ефективні швидкості різання та подачі за умови вибору глибини та ширини при фрезеруванні різних металів та сплавів фрезами відповідних марок. Подібні дані записані у спеціальних таблицях за нормативами режимів різання.
Вибір режиму різання відіграє основну роль при будь-якій металорізальній операції, і особливо при фрезеруванні. Від цього залежить продуктивність робіт, можливість максимального використання ресурсів верстата, стійкість інструменту та якість кінцевого результату. Для вибору режиму різання розроблені спеціальні таблиці, але є низка загальних понять, які потрібно знати будь-якому фрезеровщику.
Особливості фрезерування
Процес фрезерування є одним з найбільш складних із усіх видів металообробки. Основний фактор - це переривчастий характер роботи, коли кожен із зубів інструменту входить у короткочасний контакт з оброблюваною поверхнею. У цьому кожен контакт супроводжується ударним навантаженням. Додаткові фактори складності – більше однієї ріжучої поверхні та утворення переривчастої стружки змінної товщини, що може стати серйозною перешкодою для роботи.
Тому дуже важливий правильний підбір режиму різання, що дозволяє досягти максимальної продуктивності обладнання. Сюди входить правильний вибір подачі, швидкості та сили різу, а також глибини шару, що видаляється, що дозволяє отримати необхідну точність при мінімальних витратах і зносі інструменту.
Параметри режиму різання
Основними характеристиками, що регулюються в процесі фрезерування та є складовими режиму різання є:
- Глибина різу – це товщина металу, що знімається за один прохід. Вибирається з урахуванням припуску на обробку;
- ширина різу – показник ширини шару металу, що знімається, за напрямом перпендикулярного напрямку подачі;
- подача інструменту – переміщення оброблюваної поверхні щодо осі фрези. У розрахунку режиму використовуються такі показники як подача на один зуб, за хвилину і на один оборот. На величину подачі впливає міцність інструменту та характеристики обладнання.
Ширина та глибина
Ці параметри мають важливе значення для раціонального вибору режиму фрезерування. Глибина зазвичай встановлюється на максимально допустиме значення для зменшення кількості проходів. При підвищених вимогах до чистоти та точності обробки застосовуються чорновий та чистовий проходи, відповідно, для знімання основної маси металу та калібрування поверхні. Кількість чорнових проходів може бути збільшена для підвищення якості різання.
При виборі глибини необхідно врахувати припуск на обробку. Як правило, кілька проходів застосовується при значенні припуску понад 5 мм. При останньому чорновому проході залишають близько 1 мм чистову обробку.
При доборі ширини необхідно врахувати, що з одночасної обробці кількох деталей враховується загальне значення. Вибираючи дані значення необхідно врахувати та стан поверхні заготівлі. За наявності слідів лиття, окалини чи забруднень необхідно збільшити глибину різу. В іншому випадку можливе ковзання зуба, дефекти поверхні, швидке зношування ріжучих кромок.
При виборі глибини різу існують такі типові рекомендації:
- Чистова обробка – до 1 мм.
- Чорнова по чавуну та сталі – від 5 до 7 мм.
- Чорнова для різних марок сталі – від 3 до 5 мм.
Подача та швидкість фрези
Величина подачі залежить, насамперед від типу обробки – чорнова чи чистова. При чистовому різі подача визначається вимогами якості поверхні. При чорновому необхідно врахувати кілька факторів:
- жорсткість заготівлі, інструменту та верстата;
- матеріал заготівлі та фрези;
- кут заточування фрез;
- потужність приводу верстата.
Швидкість обробки визначається за нормативами, в яких враховується тип інструменту та матеріал заготівлі. Цей параметр вибирається за стандартною таблицею.
Необхідно врахувати, що значення таблиці наведено для стандартної стійкості інструмента. Якщо фреза не відповідає стандартним параметрам, необхідно врахувати поправочний коефіцієнт який залежить від ширини інструменту (для торцевих фрез), властивостей заготовки, кута фрези та наявності окалини.
Ідеально підібрати режим обробки практично неможливо, але є низка рекомендацій, яким бажано слідувати:
- Діаметр інструменту повинен відповідати глибині обробки. Це дозволяє провести обробку в один прохід, але для занадто м'яких матеріалів є ризик зняття стружки більшої товщини, ніж потрібно.
- Через удари та вібрацію бажано почати з подачі порядку 0,15 мм на зуб і потім регулювати у більшу або меншу сторону.
- Не бажано використовувати максимальну кількість обертів, це може призвести до падіння швидкості різання. Підвищити частоту можна зі збільшенням діаметра інструмента.
Визначення режиму різання здійснюється не лише за допомогою таблиць. Велику роль відіграє знання особливостей верстата та особистий досвід фрезерувальника.
Транскрипт
1 РОЗРАХУНОК РЕЖИМІВ РІЗАННЯ ПРИ ФРЕЗУВАННІ Методичні рекомендації Частина I торцеве фрезерування Розрахунок режимів різання при торцевому фрезеруванні. Методичні рекомендації. 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ 1.1. Елементи теорії різання Фрезерування є одним з найбільш поширених та високопродуктивних способів механічної обробки різанням. Обробка проводиться багатолезовим інструментом фрезою. При фрезеруванні головний рух різання D r обертання інструменту, рух подачі D S переміщення заготовки, на карусельно фрезерних і барабаннофрезерних верстатах рух подачі може здійснюватися обертанням заготовки навколо осі барабана або столу, що обертається, в окремих випадках рух подачі може здійснюватися переміщенням інструменту (копіювальне ф. Фрезеруванням обробляються горизонтальні, вертикальні, похилі площини, фасонні поверхні, уступи та пази різного профілю. Особливістю процесу різання при фрезеруванні є те, що зубці фрези не знаходяться в контакті з оброблюваною поверхнею весь час. Кожне лезо фрези послідовно вступає в процес різання, змінюючи товщину шару, що зрізається від найбільшої до найменшої, або навпаки. Одночасно в процесі різання можуть бути кілька ріжучих кромок. Це викликає ударні
2 навантаження, нерівномірність протікання процесу, вібрації та підвищений знос інструменту, підвищені навантаження на верстат. При обробці циліндричними фрезами (ріжучі кромки розташовані на циліндричній поверхні) розглядається два способи обробки (Рис. 1.) в залежності від напрямку руху подачі заготовки: зустрічне фрезерування, коли напрямок руху різальної кромки фрези, що знаходиться в процесі різання, протилежно напрямку руху подачі; попутне фрезерування, коли напрямок руху різальної кромки фрези, що знаходиться в процесі різання, збігається з напрямком руху подачі. Мал. 1. Схема зустрічного(а) та попутного(б) фрезерування. При зустрічному фрезеруванні навантаження на зуб зростає від нуля до максимуму, сили, що діють на заготівлю, прагнуть відірвати від столу, а стіл підняти. Це збільшує зазори в системі СНІД (верстат пристосування інструмент деталь), викликає вібрації, погіршує якість обробленої поверхні. Цей спосіб добре застосовується для обробки заготовок з кіркою, виробляючи різання з-під кірки, відриваючи її, тим самим значно полегшуючи різання. Недоліком такого способу є велике ковзання леза по попередньо обробленої та наклепаної поверхні. За наявності деякого округлення ріжучої кромки вона не відразу вступає в процес різання, а спочатку прослизає, викликаючи велике тертя та зношування інструменту по задній поверх
3 ності. Чим менше товщина шару, що зрізається, тим більше відносна величина прослизання, тим більша частина потужності різання витрачається на шкідливе тертя. При попутному фрезеруванні цього недоліку немає, але зуб починає роботу з найбільшої товщини шару, що зрізається, що викликає великі ударні навантаження, проте виключає початкове прослизання зуба, зменшує знос фрези і шорсткість поверхні. Сили, що діють на заготівлю, притискають її до столу, а стіл до направляючих станини, що зменшує вібрації та підвищує точність обробки. Інструментом при фрезеруванні є фрези (від французького la frais полуниці), що є багатолезовим інструментом, леза якого розташовані послідовно в напрямку головного руху різання, призначені для обробки з обертальним головним рухом різання без зміни радіуса траєкторії цього руху і хоча б з одним рухом подачі, напрямок якого не збігається з віссю обертання. Фрези бувають: формою дискові, циліндричні, конічні; по конструкції цілісні, складові, збірні та насадні, хвостові; по використаному матеріалу ріжучої кромки швидкорізальні та твердосплавні; за розташуванням лез периферійні, торцеві та периферійноторцеві; за напрямом обертання праворізальні та ліворізальні; за формою ріжучої кромки профільні (фасонні та обкатальні), прямозубі, косозубі, з гвинтовим зубом; за формою задньої поверхні зуба потиловані та незатильовані, за призначенням кінцеві, кутові, прорізні, шпонкові, фасонні, різьбові, модульні та ін.
4 Розглянемо елементи та геометрію фрези на прикладі циліндричної фрези з гвинтовими зубами (Рис. 2.). Мал. 2. Елементи циліндричної фрези з гвинтовими зубами. На рис. 2. показані елементи циліндричної фрези з гвинтовими зубами: передня поверхня 1, задня поверхня 4, стрічка 3 (шириною 0,05 0,1 мм), поверхня спинки (затилована) 5, лезо 2. Кут, утворений лезом з віссю фрези, називається кутом нахилу гвинтової канавки, або кутом нахилу спіралі або кутом нахилу зубів і позначається? Задній кут α (рис. 2 б) вимірюється в площині, перпендикулярній до осі фрези, тобто в площині її торця. Нормальний задній кут αн вимірюється у площині, перпендикулярній до леза. Передній кут вимірюється в площині, перпендикулярній до леза. Поперечний передній кут γ" вимірюється в площині, перпендикулярній до осі фрези. Передній кут γ полегшує утворення і сход стружки, головний задній кут α сприяє зменшенню тертя задньої поверхні по обробленої поверхні заготовки. У незатилованих зубів передній кут виконується в межах γ = 10 про. ..30 о, задній кут α = 10 о...15 про залежно від оброблюваного матеріалу.У потилованого зуба задня поверхня виконується по спіралі Архімеда, що забезпечує йому сталість профілю перерізу при всіх переточках інструменту. і виконується, зважаючи на складність, тільки у профільного інструменту (фасонного
5 та обкатувального), тобто. форму ріжучої кромки якого визначено формою обробленої поверхні. Передній кут потильованих зубів виконується, як правило, рівним нулю, задній кут має значення α = 8...12 о. Кут нахилу зубів забезпечує більш плавне входження леза в процес різання в порівнянні з прямими зубами і надає певний напрямок відразу стружки. Зуб торцевої фрези має різальне лезо складнішої форми. Ріжуча кромка складається з головної, перехідної та допоміжної, що мають головний кут у плані φ, кут у плані перехідної ріжучої кромки φ п та допоміжний кут у плані φ 1. Геометричні параметри фрези розглядаються у статичній системі координат. Кути у плані це кути в основній площині Р vc. Головний кут у плані φ це кут між робочою площиною Р Sc і площиною різання Р nc Розмір головного кута в плані визначається виходячи з умов різання як у токарного різця, при φ=0 ріжуча кромка стає тільки торцевою, а при φ=90 вона стає периферійною . Допоміжний кут у плані φ 1 це кут між робочою площиною Р Sc і допоміжною площиною різання Р" nc, він становить 5 про ... 10 про, а кут в плані перехідної ріжучої кромки половину від головного кута в плані. Перехідне різальне лезо підвищує міцність зуба Зношування фрез визначається, так само як і при точенні, величиною зносу по задній поверхні. ..0,8 мм, при напівчистовій обробці сталей 0,15...0,25 мм, чавунів 0,2...0,3 мм. ,8 мм Стійкість циліндричної швидкорізальної фрези становить Т = хв, в залежності від умов обробки, в деяких випадках досягає 600 хв, стійкість твердосплавної фрези Т = хв. оброблюваним на консольних фрезерних верстатах (Мал. 3.), відносяться:
6 горизонтальні площини; вертикальні площини; похилі площини та скоси; комбіновані поверхні; уступи та прямокутні пази; фасонні та кутові пази; пази типу "ластівчин хвіст"; закриті та відкриті шпонкові пази; пази під сегментні шпонки; фасонні поверхні; циліндричні зубчасті колеса шляхом копіювання. Мал. 3. Схема обробки поверхонь заготовок на горизонтально та вертикально-фрезерних верстатах. Горизонтальні площини обробляються циліндричними (рис. 3. а) на горизонтально-фрезерних верстатах і торцевими (рис. 3. б) на вертикально-фрезерних верстатах фрезами. Оскільки у торцевої фрези одночасно беруть участь
7 вує в різанні більше зубів, обробка ними більш краща. Циліндричними фрезами обробляються, зазвичай, площині шириною до 120 мм. Вертикальні площини обробляють торцевими фрезами на горизонтальних верстатах і кінцевими вертикальними (Рис. 3. в, г). Похилі площини обробляють торцевими і кінцевими фрезами на вертикальних верстатах з поворотом осі шпинделя (Рис. 3. д, е), і горизонтальних верстата кутовими фрезами (Рис. 3. ж). Комбіновані поверхні обробляють набором фрез на горизонтальних верстатах (рис. 3. з). Уступи та прямокутні пази обробляють дисковими (на горизонтальних) і кінцевими (на вертикальних) фрезами (Рис. 3. і, до), при цьому кінцеві фрези допускають великі швидкості різання, оскільки одночасно бере участь у роботі більша кількість зубів. При обробці пазів дискові фрези краще. Фасонні та кутові пази обробляються на горизонтальних верстатах фасонними, одно- та двокутовими фрезами (рис. 3. л, м). Паз типу "ластівчин хвіст" і Тобразні пази обробляються на вертикально-фрезерних верстатах, як правило, за два проходи, спочатку кінцевою фрезою (або на горизонтально-фрезерному верстаті дисковою фрезою) обробляється прямокутний паз по ширині верхньої частини. Після цього остаточно паз обробляється кінцевою однокутовою і спеціальною фрезою. Закриті пази шпонки обробляються кінцевими фрезами, а відкриті шпонковими на вертикальних верстатах (Рис. 3. п, р). Пази для сегментних шпонок обробляються на горизонтально-фрезерних верстатах дисковими фрезами (Рис. 3. с). Фасонні поверхні незамкнутого контуру з криволінійною утворювальною та прямолінійною напрямною обробляються на горизонтальних та вертикальних верстатах фасонними фрезами (Рис. 3. Т).
8 Торцеве фрезерування найбільш поширений та продуктивний спосіб обробки плоских поверхонь деталей в умовах серійного та масового виробництва. 2. ТОРЦЕВЕ ФРЕЗУВАННЯ Основні типи та геометрія торцевих фрез. Найчастіше для обробки площин відкритих і заглиблених застосовуються торцеві фрези мають периферійні леза, тобто. працюючі за принципом периферійно-торцевих. Конструкції торцевих фрез стандартизовані, основні типи яких наведені в табл.1 / ГОСТ /. При обробці площин цими фрезами основну роботу з видалення припуску виконують ріжучі кромки, розташовані на конічній та циліндричній поверхні. Ріжучі кромки, розташовані на торці, роблять як би зачистку поверхні, тому шорсткість обробленої поверхні виходить менше, ніж при фрезеруванні циліндричними фрезами. В основній площині P v розглядаються кути у плані: головний кут у плані, допоміжний кут у плані 1 та кут вершини ε. Головний кут у плані це кут між площиною різання P n і робочою площиною PS. Однак робота фрези з малим кутом у плані (20 0) викликає зростання радіальної та осьової складових сил різання, що при недостатньо жорсткій системі СНІД призводить до вібрацій оброблюваної заготовки та верстата. Тому для торцевих твердосплавних фрез при жорсткій системі та при глибині різання t = мм приймають кут = При нормальній жорсткості системи = ; зазвичай приймають = Допоміжний кут у плані 1 у торцевих фрез приймають рівним Чим менший цей кут, тим менше шорсткість обробленої поверхні.
9 У головній січній площині P τ розглядаються передній кут і задній головний кут. Передній кут - це кут між основною площиною P v і передньою поверхнею А γ, головний задній кут - це кут між площиною різання Р n і головною задньою поверхнею А α. Передній кут для торцевих твердосплавних фрез = (+100) ... (200). Головний задній кут для торцевих твердосплавних фрез = У площині різання розглядається кут нахилу головної ріжучої кромки. Це кут між ріжучою кромкою та основною площиною P v. Він впливає на міцність зуба та стійкість фрези. У торцевих твердосплавних фрез кут рекомендується виконувати в межах від +5 0 до при обробці сталі та від 5 0 до при обробці чавуну. Кут нахилу гвинтових зубів забезпечує більш рівномірне фрезерування та зменшує миттєву ширину зрізу при врізанні. Цей кут вибирається у межах Вибір торцевої фрези Вибір конструкції фрези. При виборі конструкції (типу) фрези кращим є застосування збірних конструкцій фрез з пластинами, що не переточуються, з твердого сплаву. Механічне кріплення пластин дає можливість повороту їх з метою оновлення ріжучої кромки та дозволяє використовувати фрези без переточування. Після повного зношування пластини вона замінюється новою. Завод виробник забезпечує кожну фрезу комплектами запасних пластин. Весь комплект пластин можна замінити безпосередньо на верстаті, при цьому витрати часу на заміну ножів не перевищують хвилин.
10 Вибір матеріалу різальної частини. Фрези для роботи при невисоких швидкостях різання та малих подачах виготовляють із швидкорізальних та легованих сталей Р18, ХГ, ХВ9, 9ХС, ХВГ, ХВ5. Фрези для обробки жароміцних і нержавіючих сплавів і сталей виготовляють із швидкорізальних сталей Р9К5, Р9К10, Р18Ф2, Р18К5Ф2, а при фрезеруванні з ударами зі сталі марки Р10К5Ф5. Марки твердих сплавів вибирають залежно від матеріалу, що обробляється, і характеру обробки (табл.5). для чистової обробки застосовується твердий сплав з меншим вмістом кобальту і більшим вмістом карбідів (ВК2, ВК3 Т15К6 і т.д.), а для чорнової обробки з великим вмістом кобальту, який надає певну пластичність матеріалу та сприяє кращій роботі при нерівномірних та ударних навантаженнях ( ВК8, ВК10, Т5К10 і т.д.) Вибір типу та діаметра фрези. Стандартні діаметри фрез (ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ), наведені в таблицях 1...4, їх позначення (для праворізальних торцевих фрез) у таблицях 2, 3 і 4. Ліворізальні фрези виготовляються за спеціальним замовленням споживача. Типи торцевих фрез вибирають за умовами обробки з таблиці 1. Розміри фрези визначаються розмірами оброблюваної поверхні і товщиною шару, що зрізається. Діаметр фрези, для скорочення основного технологічного часу та витрати інструментального матеріалу, вибирають з урахуванням жорсткості технологічної системи, схеми різання, форми та розмірів оброблюваної заготовки. При торцевому фрезеруванні для досягнення режимів різання, що забезпечують найбільшу продуктивність, діаметр фрези D повинен бути більший за ширину фрезерування B: D = (1,25...1,5)
11 Вибір геометричних параметрів Рекомендовані значення геометричних параметрів ріжучої частини торцевих фрез з пластинами з твердого сплаву наведені в табл.6 /4/, а зі швидкорізальної сталі Р18 в табл. 7 /ДЕРЖСТАНДАРТ, / Вибір схеми фрезерування Схеми фрезерування визначається за розташуванням осі торцевої фрези заготовки щодо середньої лінії оброблюваної поверхні (рис.4.). Розрізняють симетричне та несиметричне торцеве фрезерування. Мал. 4. Схеми торцевого фрезерування. а при повному симетричному фрезеруванні; б при неповному симетричному фрезеруванні; в, г при несиметричному фрезеруванні
12 Симетричним називають таке фрезерування, при якому вісь торцевої фрези проходить через середню лінію поверхні, що обробляється (рис. 4.а,б). Несиметричним фрезеруванням називають таке фрезерування, при якому вісь торцевої фрези зміщена щодо середньої лінії поверхні, що обробляється (рис. 4.в, 4.г). Симетричне торцеве фрезерування ділиться на повне, коли діаметр фрези D дорівнює ширині оброблюваної поверхні (рис.4.а)., і неповне, коли D більше (рис.4.б). Несиметричне торцеве фрезерування може бути стрічним або попутним. Віднесення фрезерування до цих різновидів здійснюють за аналогією з фрезеруванням площини циліндричною фрезою. При несиметричному зустрічному торцевому фрезеруванні товщина шару, що зрізається a змінюється від деякої невеликої величини (залежної від величини зсуву) до найбільшої a max =S z, а потім дещо зменшується. Зміщення зуба фрези за межі оброблюваної поверхні з боку зуба, що починає різання, зазвичай приймається в межах С 1 = (0,03...0,05) D При несиметричному попутному торцевому фрезеруванні (рис.8.в) зуб фрези починає працювати з товщиною зрізу близькою до максимальної. Зміщення зуба фрези за межі оброблюваної поверхні з боку зуба, що закінчує різання, приймається незначним, близьким до нуля. виконуються великі габарити. Торцеве фрезерування чавунних заготовок при B< D ф рекомендуется проводить при симметричном расположении фрезы. При торцовом фрезеровании стальных заготовок обязательным является их несимметричное расположение относительно фрезы, при этом: для заготовок из конструкционных углеродистых и легированных сталей и заготовок имеющих корку (черновое фрезерование) сдвиг заготовок в направле
13 ні врізання зуба фрези, чим забезпечується початок різання при малій товщині шару, що зрізається; для заготовок з жароміцних і корозійностійких сталей і при чистовому фрезеруванні зсув заготовки у бік виходу зуба фрези з різання, чим забезпечується вихід зуба з різання з мінімально можливою товщиною шару, що зрізається. Недотримання зазначених правил призводить до значного зниження стійкості фрези. швидкість різання; подання; ширина фрезерування. Мал. 5 Елементи рухів у процесі різання при фрезеруванні кінцевою кутовою фрезою.
14 1 напрямок швидкості результуючого руху різання; 2 напрямок швидкості головного руху різання; 3 робоча площина P s; 4 розглянута точка ріжучої кромки; 5 напрямок швидкості руху подачі. Глибина різання t визначається як відстань між точками оброблюваної та обробленої поверхонь що знаходяться в площині різання та виміряна у напрямку, перпендикулярному напрямку руху подачі. В окремих випадках ця величина може вимірюватися як різниця відстаней точок оброблюваної та обробленої поверхонь до столу верстата або до будь-якої іншої постійної бази, паралельної напрямку руху подачі. Глибину різання вибирають залежно від припуску на обробку, потужності та жорсткості верстата. Треба прагнути вести чорнове та напівчистове фрезерування за один прохід, якщо це дозволяє потужність верстата. Зазвичай глибина різання складає мм. На потужних фрезерних верстатах під час роботи торцевими фрезами глибина різання може досягати 25 мм. При припуску на обробку більше 6 мм і при підвищених вимогах до величини шорсткості поверхні фрезерування ведуть у два переходи: чорновий та чистовий. При чистовому переході глибину різання приймають не більше 0, мм. Незалежно від висоти мікронерівностей глибина різання може бути меншої величини. Ріжуча кромка має деякий радіус заокруглення, який у міру зношування інструменту збільшується, при малій глибині різання матеріал поверхневого шару підминається і піддається пластичному деформуванню. І тут різання немає. Як правило, при невеликих припусках на обробку та необхідності проведення чистової обробки (величина шорсткості Ra = 2 0,4 мкм) глибина різання береться в межах 1 мм. При малій глибині різання доцільно застосовувати фрези з круглими пластинами (ГОСТ, ГОСТ). При глибині різання, більшої за З...4 мм, застосовують фрези з шести, п'яти і чотиригранними пластинами (табл.2).
15 При виборі числа переходів необхідно враховувати вимоги щодо шорсткості обробленої поверхні: чорнове фрезерування Ra = 12,5...6,3 мкм (3...4 клас); чистове фрезерування Ra = 3,2...1,6 мкм (5...6 клас); тонке фрезерування Ra = 0,8...0,4 мкм (7...8 клас). Для забезпечення чистової обробки необхідно провести чорновий та чистовий переходи, кількість робочих ходів при чорновій обробці визначають за величиною припуску та потужності верстата. Число робочих ходів при чистовій обробці визначається вимогою шорсткості поверхні. У виробничих умовах за необхідності проведення чорнової та чистової обробки вони поділяються на дві окремі операції. Це викликано такими міркуваннями. Чорнова і чистова обробки проводяться із застосуванням різного матеріалу різальної частини фрези і при різних швидкостях різання, що викликало б невиправдано великі витрати часу на переналагодження верстата, якщо ці переходи виконуватимуться в одній операції. Чорнова обробка призводить до великих вібрацій і нерівномірних і знакозмінних навантажень, це, у свою чергу, призводить до швидкого зношування верстата і втрати точності обробки. Чорнова обробка призводить до утворення великої кількості стружки, а також абразивного пилу, що потребує спеціальних заходів для збирання відходів. Як правило, верстати для чорнової обробки знаходяться окремо від верстатів, що виконують остаточну чистову та тонку. Подача при фрезеруванні це відношення відстані, пройденого розглянутою точкою заготовки в напрямку руху подачі, до оборотів фрези або частини обороту фрези, що відповідає кутовому кроці зубів. Таким чином, при фрезеруванні розглядається подача на оборот S o (мм/об) переміщення розглянутої точки заготовки за час, що відповідає одному обороту фрези, і подача на зуб S z (мм/зуб) переміщення рас
16 точки заготівлі за час, що відповідає повороту фрези на один кутовий крок зубів. Крім цього розглядається також швидкість руху подачі v s (раніше визначалася як хвилинна подача і в старій літературі і на деяких верстатах такий термін застосовується), що вимірюється в мм/хв. Швидкість руху подачі ця відстань, пройдена точкою заготівлі, що розглядається, уздовж траєкторії цієї точки в русі подачі за хвилину. Ця величина використовується на верстатах для налагодження на необхідний режим, оскільки у фрезерних верстатів рух подачі та головний рух різання кінематично не пов'язані між собою. Застосування співвідношення швидкостей подачі та різання допомагає правильно визначити величини S o та S z. Використовуючи залежності: S o = S z z, v s = S o n де число зубів фрези, n число обертів фрези (об/хв) визначимо v s = S o n = S z z n. Вихідною величиною при чорновому фрезеруванні є подача на один зуб S z, оскільки вона визначає жорсткість фрези зуба. Подачу при чорновій обробці вибирають максимально можливою. Її величина може бути обмежена міцністю механізму подачі верстата, міцністю зуба фрези, жорсткістю системи СНІД, міцністю та жорсткістю оправки та з інших міркувань. При чистовому фрезеруванні визначальною є подача на один оберт фрези S o, яка впливає на величину шорсткості обробленої поверхні. Рекомендовані подачі для різних умов різання наведені в таблицях 8, 9, 10. Ширина фрезерування B (мм) величина оброблюваної поверхні, виміряна в напрямку, паралельному осі фрези при периферійному фрезеруванні, і перпендикулярному напрямку руху подачі при торцевому фрезеруванні. Ширина фрезерування визначається найменшою з двох величин: ширини оброблюваної заготовки та довжини або діаметра фрези. Швидкість різання при фрезеруванні v визначається як лінійна швидкість точки фрези (м/хв). Справжня швидкість різання визначається за формулою D n м v,() 1000 хв
17 де D діаметр фрези (мм) найбільш віддаленої від осі обертання точці ріжучої кромки, n число обертів фрези (мм/об). формулі наступні Допустима (розрахункова) швидкість різання визначається за емпіричною v T де Cv коефіцієнт, що характеризує матеріал заготівлі та фрези; T стійкість фрези (хв); t глибина різання (мм); S z подача на зуб (мм/зуб); B ширина фрезерування (мм); Z число зубів фрези; D q, m, x, y, u, p показники ступеня; m t (м/хв) k v загальний коефіцієнт поправки на змінені умови обробки. Величини C v q, m, x, y, u, p наведені у табл.11. x C v S y z q B u z Середні значення періоду стійкості торцевих фрез при діаметрі фрези p k v Таблиця Діаметр фрези (мм) Стійкість (хв) Загальний коефіцієнт поправки K v. Будь-яка емпірична формула визначається за сталості деяких факторів. В даному випадку цими факторами є фізико-механічні властивості заготовки і матеріалу різальної частини інструменту, геометричні параметри інструменту і т.д. У кожному даному випадку ці параметри змінюються. Для обліку цих змін і вводиться загальний поправний коефіцієнт K v, який є твіром
18 окремих поправочних коефіцієнтів, Кожен з яких відображає зміну, щодо вихідних, окремих параметрів /5/ : K v = K v K пv K іv K v, K v коефіцієнт, що враховує фізикомеханічні властивості оброблюваного матеріалу, таблиці 12, 13; K пv коефіцієнт, що враховує стан поверхневого шару заготовки таблиця 14; K іv коефіцієнт, що враховує інструментальний матеріал, таблиця 15; K v коефіцієнт, що враховує величину головного кута в плані, Таблиця K v 1,6 1,25 1,1 1,0 0,93 0,87 Знаючи допустиму (розрахункову) швидкість різання v визначають розрахункову частоту обертання фрези 1000v n D де n число оборотів фрези, хв 1; D діаметр фрези, мм. За паспортом верстата вибирають такий ступінь швидкості, коли він число оборотів фрези дорівнюватиме розрахунковому чи менше його, тобто. n ф n, де n ф фактичне число оборотів фрези, яке має бути встановлене на верстаті. Допускається застосування такого ступеня швидкості, коли він збільшення фактичного числа оборотів стосовно розрахункового буде трохи більше 5%. За вибраним числом оборотів шпинделя верстата уточнюють фактичну швидкість різання D nф м vф,() 1000 хв і визначають швидкість руху подачі (хвилинну подачу):
19 v S (S м) = S z n n = S n n (мм/хв.) Потім за паспортом верстата вибирають найбільш відповідне значення найближче менші або рівне розрахунковій величині Перевірка вибраного режиму різання Вибраний режим різання перевіряють за використанням потужності на шпинделі верстата і за зусиллям, необхідним для здійснення руху подачі. Потужність, що витрачається на різання, повинна бути меншою або дорівнює потужності на шпинделі: N р N шп, де N р ефективна потужність різання, квт; N шп допустима потужність на шпинделі, що визначається за потужністю приводу, квт. Приводом верстата є сукупність механізмів джерела руху до робочого органу. Приводом головного руху різання є сукупність механізмів від електродвигуна до шпинделя верстата, яке потужність визначиться виходячи з потужності електродвигуна і втрат у механізмах. Потужність на шпинделі визначиться за формулою N шп = N е, де N е потужність електродвигуна приводу головного руху різання, квт, ККД механізмів верстата, = 0,7 ... 0,8. Потужність різання при фрезеруванні визначається за формулою N M кр n, (квт) де М кр момент, що крутить на шпинделі, Нм, n число обертів фрези, хв 1. Крутний момент на шпинделі верстата визначиться за формулою: М кр Р z D, (Нм)
20 фрез, мм. формулі 2 де Р z головна складова (дотична) сили різання, Н; D діаметр Головна складова сили різання P z при фрезеруванні визначається по x y u C p t S B z Pz 10 K q w p D n де C p коефіцієнт, що характеризує оброблюваний матеріал та інші умови; K p загальний поправочний коефіцієнт, що є добутком коефіцієнтів, що відображають стан окремих параметрів, що впливають на величину сили різання, K р = K р K vр K р K v, K р коефіцієнт, що враховує властивості матеріалу заготовки, що обробляється (табл.17); табл.16. K vр коефіцієнт, що враховує швидкість різання (табл.18); K р коефіцієнт, що враховує величину переднього кута (табл.19); K р коефіцієнт, що враховує величину кута у плані (табл.19). Значення коефіцієнта С р і показників ступенів x, y, u, q, w наведені у Величина радіальної складової сили різання Р y може бути визначена за співвідношенням Р y 0,4 Р z. Якщо умова N р N шп не витримується, необхідно зменшити швидкість різання чи змінити інші параметри різання. При фрезеруванні має велике значення уявлення сили різання по вертикальній P і горизонтальній Р г складовим. Горизонтальна складова сили різання Р г є силою, яку необхідно докласти для забезпечення руху подачі, вона повинна бути меншою (або дорівнює) найбільшої сили, що допускається механізмом поздовжньої подачі верстата: Р г Р доп, Н.
21 де Р доп найбільше зусилля, що допускається механізмом поздовжньої подачі верстата (Н), береться з паспортних даних верстата (табл.20). Горизонтальна складова сили різання визначається з наведених нижче співвідношень і залежить від виду торцевого фрезерування /5/: при симетричному фрезеруванні Р г = (0,3 ... 0,4) Р z; при несиметричному зустрічному Р г = (0,6 ... 0,8) Р z; при несиметричному попутному Р г = (0,2 ... 0,3) Р z; Якщо умова Р г Р доп не витримується, необхідно зменшити силу різання Р z за рахунок зменшення подачі на зуб S z і відповідно швидкості руху подачі v S (хвилинної подачі S м) Розрахунок часу виконання операції та використання обладнання Штучний час Т шт час , що витрачається на виконання операції, визначається як інтервал часу, рівний відношенню циклу технологічної операції до одночасно виробів, що виготовляються, і розраховується як сума складових Т шт = Т про + Т всп + Т обс + Т отд, (хв) де Т про основний час, це частина штучного часу, що витрачається зміну і наступне визначення стан предмета праці, тобто. час безпосереднього впливу інструменту на заготівлю; Т допоміжний час, це частина штучного часу, що витрачається на виконання прийомів, необхідних для забезпечення безпосереднього впливу на заготівлю. Т обс час обслуговування робочого місця, це частина штучного часу, що витрачається виконавцем на підтримку засобів технологічного оснащення у працездатному стані та догляд за ними та робочим місцем. Час обслуговування робочого місця складається з часу організаційного обслуговування (огляд та випробування верстата, розкладка та прибирання інструменту, змащення та очищення
22 верстата) та часу технічного обслуговування (регулювання та підналагодження верстата, зміна та підналагодження ріжучого інструменту, правка шліфувальних кіл тощо); Т час на особисті потреби, це частина штучного часу, що витрачається людиною на особисті потреби і, при стомлюючих роботах, на додатковий відпочинок; Основний час Основний час при фрезеруванні дорівнює відношенню довжини шляху, пройденого фрезою, за число робочих ходів до швидкості руху подачі, та визначається за формулою , мм; i число робочих ходів; l довжина оброблюваної заготовки, мм; l 1 величина врізання фрези, мм; l 2 величина перебігу фрези, мм; l 2 = мм. Величина врізання l 1 при фрезеруванні торцевими фрезами визначається за умов: при симетричному неповному (для випадку на рис.2а): 2 2 l1 0,5 (D D B); при несиметричному зустрічному (для випадку на рис.2б): l1 0,5 D С1 (D С1); при несиметричному побіжному (для випадку на рис.2в): l 1 = 0,5 D, де D діаметр фрези, мм; ширина заготовки, мм; C 1 величина усунення фрези щодо торця заготовки (рис.2б). S
23.6.2 Допоміжний час. 2 До цього часу відноситься час, що витрачається на встановлення, закріплення, зняття заготовки (табл. 21), час на керування верстатом при підготовці робочого ходу (табл. 22), виконання вимірювань у процесі обробки (табл. 23) Оперативний час. Суму основного та допоміжного часу називають оперативним часом: T оп = Т про + Т всп. Оперативний час є основною складовою штучного часу Час на обслуговування робочого місця та час на особисті потреби Час на обслуговування робочого місця та час на особисті потреби часто беруть у відсотках від оперативного часу: Т обс = (3...8 %) T оп; Т отд = (4 ... 9%) T оп; Т обс + Т отд 10% T оп Штучно калькуляційний час Для визначення норми часу виконання певного обсягу робіт у конкретних виробничих умовах одним або декількома робітниками, необхідно визначити штучно калькуляційний час Т шк, в який входить, крім штучного часу, ще й час на підготовку робітників та засобів виробництва до виконання технологічної операції та приведення їх у початковий стан після її закінчення підготовчо заключний час Т пз. Цей час необхідний отримання завдання, пристосувань, оснащення, інструменту, установки їх, налагодження верстата виконання операції, зняття всіх засобів оснащення і їх здачі (табл.24). У штучно калькуляційний час попередньо заключний час входить як частка його, що припадає на одну заготівлю. Чим більше заготовок n обробляється
24 з одного налагодження верстата (з одного установа, в одній операції) тим менша частина попереднього часу входить до складу штучно калькуляційного. Т пз Т шк Т шт n У масовому виробництві Т пз приймається рівним нулю, тому що практично вся робота виконується при одному налагодженні верстата. Розрахунок потреби в обладнанні. Розрахункова кількість верстатів (Z) для виконання певної операції розраховується за формулою Т шт П z, Т см 60 де Т шт штучний час, хв; П програма виконання деталей за зміну, шт.; Т см час роботи верстата за зміну, год. У розрахунках приймається час роботи верстата за зміну Т см = 8 годин, у реальних умовах кожному підприємстві цей час може прийматися іншим Технікоекономічна ефективність. Оцінку технікоекономічної ефективності технологічної операції проводять за низкою коефіцієнтів, серед яких: коефіцієнт основного часу та коефіцієнт використання верстата за потужністю /7, 8, 9/. Коефіцієнт основного часу К про визначає його частку в загальному часі, що витрачається на виконання операції К о Т Т шт де K коефіцієнт основного часу /9/. про
25 Що вище K о, краще побудований технологічний процес, оскільки більше часу, відведеного на операцію, верстат працює, а чи не простоює, тобто. у цьому випадку зменшується частка допоміжного часу. Орієнтовно величина коефіцієнта K про різні верстати перебуває у межах протяжні верстати K про = 0,35...0,945; фрезерні безперервної дії K про = 0,85...0,90; інші K про = 0,35 ... 0,90. Якщо коефіцієнт основного часу K нижче цих величин, то необхідно розробити заходи щодо зменшення допоміжного часу (застосування швидкодіючих пристроїв, автоматизація вимірювань деталі, суміщення основного та допоміжного часу та ін.). Коефіцієнт використання верстата за потужністю N визначається як K N N N ст P де K N коефіцієнт використання верстата за потужністю /9/; N Р потужність різання, квт (у розрахунку приймають ту частину технологічної операції, яка відбувається з найбільшими витратами потужності різання); N ст потужність головного приводу верстата, кВт; ККД верстата. Чим K N ближче до 1, тим повніше використовується потужність верстата. У разі неповного завантаження верстата погіршується показник використання електроенергії. Повна електрична потужність, що споживається з мережі, S розподіляється на активну P і реактивну Q. Їх співвідношення визначаються як P P P Scos; S; cos cos S При повному завантаженні електродвигуна значення cosφ не дорівнює 1, тобто. при цьому з мережі витрачається також реактивна енергія. З урахуванням використовуваних електродвигунів зразкові значення cosφ будуть наступними:
26 вантажі 100% cosφ=0,85, при завантаженні 50% 0,7, при завантаженні 20% 0,5, і на холостому ході 0,2 цієї величини. Розглянемо приклад правильності застосування ряду фрезерних верстатів (моделей 6Р13, 6Н13, 6Р12, 6Н12, 6Р11), якщо потужність потрібна на різання складає N рез =3,2 квт. Показники Моделі фрезерних верстатів 6Р13 6Н13 6Р12 6Н12 6Р11 Потужність ел. двигуна N ед 11,0 10,0 7,5 7,0 5,5 Потужність холостого ходу N хх 2,200 2,500 2,250 1,750 1,100 Потужність різання N рез 3,200 3,200 3N0 3 5,400 5,700 5,450 4,950 4,300 Коефіцієнт використання K N 0,491 0,570 0,727 0,707 0,782 потужності електродвигуна Косинус фі cos φ 0,585 0,635 0,718 0,708 0,740 Повна споживана потужність S 9,29 Коефіцієнт ефективності К еф 0,585 0,635 0,718 0,708 0,740 споживаної електр. потужності Зайво використана N з 3,831 3,276 2,141 2,042 1,511 потужність з електромережі Невиправдані витрати електричної потужності N неоп 2,320 1,766 0,630 0,531 0,000 потужністю різання.
27 З метою погашення надмірно використовуваної реактивної потужності, за яку підприємства сплачують значні штрафи, необхідно створювати спеціальні пристрої для її погашення ємнісною потужністю. 3. ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ РЕЖИМУ РІЗАННЯ 3.1. Вихідні дані. Вихідними для розрахунку режиму різання є: матеріал заготівлі поковка зі сталі 20Х; межа міцності матеріалу заготівлі = 800 МПа (80 кг/мм 2); ширина оброблюваної поверхні заготовки, 100 мм; довжина оброблюваної поверхні заготовки, L 800 мм; необхідна шорсткість обробленої поверхні, R a 0,8 мкм (7 клас шорсткості); загальний припуск на обробку h 6 мм; середня денна програма виробництва з даної операції, П 200 шт. Мета розрахунків. В результаті проведених розрахунків необхідно: вибрати фрезу за елементами та геометричними параметрами; вибрати фрезерний верстат; розрахувати величини елементів режиму різання глибина різання t, подача S швидкість різання v; провести перевірку обраного режиму різання за потужністю приводу та міцністю механізму подачі верстата; провести розрахунок часу, який буде необхідний виконання операції; зробити розрахунок необхідної кількості верстатів; провести перевірку ефективності обраного режиму різання та підбору обладнання.
28 3.2. Порядок розрахунку Вибір різального інструменту та обладнання. Виходячи із загального припуску на обробку h = 6 мм та вимог до шорсткості поверхні, фрезерування ведемо у два переходи: чорновий та чистовий. По таблиці 1 визначаємо тип фрези вибираємо торцеву фрезу з багатогранними твердосплавними пластинками по ГОСТ Діаметр фрези вибираємо із співвідношення: D = (1,25...1,5) В = 1,4 100 = 140 мм Вибір фрези уточнюємо за таблицями 1, 2, 3, 4 ГОСТ, діаметр D = 125 мм, число зубів z = 12, п'ятигранні пластинки, умовне позначення Матеріал різальної частини фрези вибираємо по таблиці 5 для чорнового фрезерування вуглецевої та легованої незагартованої сталі Т5К10, для чистового фрезерування Т15. Геометричні параметри фрези вибираємо за таблицями 6 і 7 для фрез з пластинами з твердого сплаву (табл. 6) при обробці сталі конструкційної вуглецевої з 800 МПа і подачею для чорнового фрезерування > 0,25 мм/зуб: = 5 0 ; = 8 0; = 45 0; про = 22,5 0; 1 = 5 0; = 14 0; для чистового фрезерування з подачею< 0,25 мм/зуб: = 5 0 ; = 15 0 ; = 60 0 ; о = 30 0 ; 1 = 5 0 ; = Черновое фрезерование производим по схеме несимметричное встречное (Рис. 4), чистовое несимметричное попутное (Рис. 4). Предварительно принимаем проведение работ на вертикально фрезерном станке 6Р13, паспортные данные в таблице Расчёт элементов режима резания Назначение глубины резания. При назначении глубины резания в первую очередь из общего припуска выделяется та его часть, которая остаётся для проведения чистовой обработки t 2
29 = 1 мм. Чистове фрезерування проводиться за 1 робочий хід i 2 = 1. Звідси припуск h 1 при чорновому фрезеруванні становитиме: h 1 = 6 1 = 5 мм. Для зняття цього припуску достатньо одного робочого ходу, тому приймаємо число робочих ходів при чорновому фрезеруванні i 1 = 1. Тоді глибина різання t 1 при чорновому фрезеруванні складе t 1 = h 1 / i 1 = 5 / 1 = 5 мм. Призначення подачі. Подачу при чорновому фрезеруванні вибираємо з таблиць 8 і 9. Для торцевих фрез із пластинами з твердого сплаву (табл. 8) з потужністю верстата > 10 кВт при несиметричному зустрічному фрезеруванні для пластинки Т5К10 подача на зуб знаходиться в межах S z1 = 0,32 0 40 мм/зуб. Приймаємо меншу величину для гарантованого забезпечення умови потужності на шпинделі S z1 = 0,32 мм/зуб, подача на оборот складе. S о1 = S z1 z = 0,32 12 = 3,84 мм/про. Подачу при чистовому фрезеруванні вибираємо за таблицею 10. Для торцевих фрез з пластинами з твердого сплаву (частина Б) з матеріалом, що має σ в 700 МПа з шорсткістю обробленої поверхні R a = 0,8 мкм з кутом 1 = 5 0 подача на знаходиться в межах S2 = 0,30 0,20 мм/об. Приймаємо велику величину підвищення продуктивності процесу S о2 = 0,30 мм/об. При цьому подача на зуб не складе S z2 = S о2 / z = 0,30 / 12 = 0,025 мм/зуб Визначення швидкості різання. Швидкість різання визначаємо за формулою: v T m t Значення коефіцієнта C v та показників ступеня визначаємо за таблицею 11. Для чорнового та чистового фрезерування конструкційної вуглецевої сталі з σ у 750 МПа із застосуванням твердосплавних пластин: x C v = 332, q = 0,2 ; m = 0,2; x = 0,1; y = 0,4; u = 0,2; p = 0. C v S D y z q B u z P K v
30 Приймаємо Т = 180 хв, п. 2.4 таблиця 1. Загальний поправний коефіцієнт Kv = Kv Kvv і vKvKv знаходимо по таблиці 12 для обробки сталі. Розрахункова формула До v = К г (750/в) nv. За таблицею 13 знаходимо для обробки сталі вуглецевої з у > 550 МПа для матеріалу інструменту з твердого сплаву К г = 1, n v = 1. Тоді До v1,2 = 1 (750/800) 1,0 = 0,938. K v знаходимо за таблицею для чорнового фрезерування при = 45 про K v1 = 1,1; для чистового фрезерування при = 60 K v2 = 1,0. K пv знаходимо по таблиці 14 для обробки при чорновому фрезеруванні поковки K пv1 = 0,8, при чистовому фрезеруванні без кірки K пv2 = 1. = 0,65, з пластинками з твердого сплаву Т15К6 при чистовому фрезеруванні K іv2 = 1. Загальний поправочний коефіцієнт для чорнового фрезерування дорівнює K v1 = 0,938 1,1 0,8 0,65 = 0,535. Загальний коефіцієнт поправки для чорнового фрезерування дорівнює K v2 = 0,938 1,0 1,0 1,0 = 0,938. Швидкість різання при чорновому фрезеруванні дорівнює v ,2 5 0,32 0,4 0,626 0,535 0,535 2,8251,1750,634 2,832 0,535 88,24 м/мін 5,286 Швидкість 025 0, 4 0,832 0,25 м/хв 1,625 Розрахункова кількість обертів фрези визначаємо для чорнового та чистового фрезерування за виразом 0,626 0,938 0,938 2,8251 0,229 2,5121
31 n ,24 3, v n D 224,82 об/хв об/хв n 2 (хв 1) ,25 3,16 об/хв Уточнення режимів різання За паспортом верстата 6Р13 уточнюємо можливе налаштування числа обертів фрези та знаходимо фактичні значення для чорнової обробки n ф1 = 200 хв 1, чистової обробки n ф2 = 1050 хв 1, тобто. вибираємо найближчі найменші значення від розрахункових. Внаслідок цього зміниться і фактична швидкість різання, яка становитиме при чорновій обробці v ф1 = πdn/1000 = 3, /1000 = 78,50 м/хв, а при чистовій обробці v ф2 = πdn/1000 = 3, /1000 = 412 ,12 м/хв. Для уточнення величин подач необхідно розрахувати швидкість руху подачі v S за величиною подачі на зуб та на оборот v S = S o n = S z z n; v S1 = 0, = 768 мм/хв; v S2 = 0, = 315 мм/хв. За паспортом верстата знаходимо можливе налаштування на швидкість руху подачі, вибираючи найближчі найменші значення, v S1 = 800 мм/хв, оскільки ця величина тільки на 4,17% вище за розрахункову і v S2 = 315 мм/хв. Виходячи з прийнятих величин уточнюємо значення подач на зуб та на оборот S oф1 = 800/200 = 4 мм/об; S oф2 = 315/1050 = 0,3 мм/об; S zф1 = 4/12 = 0,333 мм/зуб; S zф2 = 0,3/12 = 0,025 мм/зуб; Перевірка вибраного режиму різання Вибраний режим різання перевіряємо за характеристиками верстата: потужністю на шпинделі верстата та максимально допустимим зусиллям, що додається до механізму подачі. Оскільки навантаження на верстат при чорновому обробленні значно вище, ніж при чистовому, перевірку обраного режиму різання проводимо для чорнового фрезерування.
32 Потужність, що витрачається на різання, повинна бути меншою або дорівнює потужності на шпинделі: N р N шп. Потужність на шпинделі N шп = N е = 11 08 = 88 квт. Потужність різання при чорновому фрезеруванні визначиться за формулою M кр1 nф 1 Pz1 vф 1 N р Крутний момент визначиться за формулою (квт) Dф Mкр1 Pz 1 (Нм) Головна складова сили різання визначається за формулою P z1 10C p t x 1 q D S та показників ступенів x, y, u, q, w знаходимо за таблицею 16: Ср = 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2. При затупленні фрези до допустимої величини сила різання зростає по сталі з σ> 600 МПа в 1,3 1,4 рази. Приймаємо збільшення у 1,3 рази. Загальний коефіцієнт поправки K р = K р K vр K р K р. До р визначаємо по таблиці 17 для обробки конструкційних вуглецевих і легованих сталей К р = (750) np, показник ступеня n p = 0,3, тоді К р = (800/750) 0,3 = 1,02. K vр визначаємо по таблиці 18 для чорнової обробки при швидкості різання до 100 м/хв при негативних значеннях переднього кута K vр1 = 1 для чистової обробки при швидкості різання до 600 м/хв K vр2 = 0,71. K р і K р визначаємо за таблицею 19. При = 5 про Kр = 1,20 і за = 45о K р1 = 1,06, при = 60 про K р2 = 1,0. Розмір загального поправочного коефіцієнта складе До р1 = 1,02 1 1,20 1,06 = 1,297; До р2 = 1,02 0,71 1,20 1,0 = 0,869 Головна складова сили різання при чорновому фрезеруванні становитиме y ф1 w ф1 B u z K p (Н) P z 1 1 0,75 1,439158,4912 1, 3 1,297 1,686 1,3 0,09 2,45 1,7 (Н) 1535,08
33 Крутний момент визначиться як 37826,7 125 M кр,17 (Нм) Потужність різання при чорновому фрезеруванні визначиться як Умова правильності вибору режиму різання за потужністю приводу N р N шп не дотримується, оскільки 48,51 8,8 це означає, що вибраний режим різання не може бути здійснений на даному верстаті. Найефективніше зниження потужності різання рахунок зменшення швидкості різання, і навіть зменшення подачі на зуб. Потужність різання необхідно зменшити в 5,5 рази, при цьому швидкість різання зменшимо рахунок зменшення кількості оборотів фрези з 200 до 40 об/хв з 78,5 м/хв до 14,26 м/мин. Швидкість руху подачі при цьому знизиться з 768 мм/хв до S1 = 0, = 153,6 мм/хв. Оскільки зміна глибини різання призведе до проведення другого робочого ходу, змінимо величину швидкості руху подачі до 125 мм/хв (таблиця 20), при цьому подача на зуб фрези складе S z1 = 125/12 40 = 0,26 мм/зуб. 2364 Підставивши нове значення подачі на зуб у формулу розрахунку головної складової сили різання отримаємо P z1 = 31405,6 Н, крутний момент стане рівним М кр1 = 1960,3 Нм, потужність різання N р1 = 8,04 квт, що задовольняє вимогам потужності приводу. Другою умовою є те, що горизонтальна складова сили різання (зусилля подачі) має бути меншою (або дорівнює) найбільшої сили, що допускається механізмом поздовжньої подачі верстата: Р г Р доп. Для верстата 6Р13 Р доп = Н. Горизонтальна складова сили різання Рг за умови несиметричного зустрічного чорнового фрезерування 37826,7 78, N р 1 Р г = 0,6 Р z1 = 0,3 = 18818,58 Н. 48,51 (квт ) Так як умова Р г Р доп не дотримується (18818,), обраний режим різання не задовольняє умову міцності механізму поздовжньої
34 дачі верстата. Для зниження горизонтальної складової сили різання необхідно зменшити подачу фрези на зуб. Представимо формулу розрахунку головної складової сили різання у вигляді P 1 0,75 1, Sz , 75 1,3 1,6 S 1,3 0,2 z z1 Н Найбільше допустиме механізмом подачі значення головної складової сили різання має бути не більше P z1 P доп / 0, / 0, Н. З цієї умови знаходимо S z S 0,75 z 1 0,192 мм/зу б 86165,6 За новообраним значенням S z1 визначаємо v s1 = 0, = 92,16 мм/хв, найближче менше значення на верстаті v s1 = 80 мм/хв. Фактична подача на оборот фрези становитиме S oф = 2 мм/об, фактична подача на зуб фрези становитиме S zф = 0,167 мм/зуб. У зв'язку з багаторазовим перевищенням показників першого розрахунку над допустимими необхідно перевірити правильність вибору режиму різання при чистовому переході. P z 2 1 0,75 1,4912 1,3 0,869 1,1297 1,3 0,09 4,08 1,0 (Н) 2139,0 Головна складова сили різання при чистовій обробці значно нижча від допустимих величин, у зв'язку з чим коригувати розрахунок не потрібно. () Остаточно дані розрахунку зведені в таблиці Найменування показників Одиниці вимірювання Для переходу чорнового Глибина різання t мм 5 1 чистового Розрахункова подача на зуб фрези S z мм/зуб 0,323 0,025 Розрахункова подача на оборот фрези S o мм ,3 Розрахункова швидкість різання v м/хв 88,24 503,25
35 Розрахункова кількість обертів фрези n об/хв 224,16 Фактична кількість обертів фрези n ф об/хв Фактична швидкість різання v ф м/хв 78,50 412,12 Розрахункова швидкість руху подачі v S мм/хв Фактична швидкість руху подачі v Sф мм/хв Фактична подача на оборот фрези S oф мм/об 4 0,3 Фактична подача на зуб фрези S zф мм/зуб 0,333 0,025 Головна складова сили різання P z Н 37826,7 521 Крутний момент М кр Нм 2364,17 Потужність N квт 48,51 Перше коригування режиму різання Фактична кількість обертів фрези n ф об/хв 40 Фактична швидкість різання v ф м/хв 15,7 Розрахункова швидкість руху подачі v S мм/хв 159,84 Фактична швидкість руху подачі v Sф мм/ хв 160 Головна складова сили різання P z Н 31364,3 М, що крутить, М кр Нм 1960,3 Потужність різання N квт 8,08 Горизонтальня станов. сили різання P р Н 18818,5 Друге коригування режиму різання Розрахункова подача на зуб фрези S z мм/зуб 0,192 Розрахункова швидкість руху подачі v S мм/хв 92,16 Фактична швидкість руху подачі v Sф мм/хв 80 Фактична подача на оборот S oф мм/об 2 Фактична подача на зуб S zф мм/зуб 0,167 8 Таким чином верстат налагоджується за такими величинами: Чорновий перехід n ф1 = 40 хв 1, v S1 = 80 мм/хв; Чистовий перехід n ф2 = 1050 хв 1, v S2 = 315 мм/хв.
Т е м а 7. ОБРОБКА ЗАГОТОВОК ФРЕЗУВАННЯМ Мета - вивчення технологічних можливостей формоутворення поверхонь фрезеруванням, основних вузлів фрезерних верстатів та їх призначення, інструменту для
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 6 ОБРОБКА НА ФРЕЗЕРНИХ ВЕРСТАТАХ Мета роботи: ознайомлення студентів з основами процесу фрезерування, пристроєм фрезерного верстата, різальним інструментом та пристроями. Вибір
4 ПРОЦЕС ТОЧЕННЯ Токарна обробка є найбільш простим і показовим процесом, на основі якого далі вивчаються більш складні види обробки. Ріжучий інструмент токарний різець
Being the best through innovation З 1 Геометрія та конструкція кінцевих фрез Загальна довжина Довжина різальної частини Лиска (хвостовик Weldon) Різьблення (різьбовий хвостовик) Діаметр фрези Діаметр хвостовика Кут
Практична робота 4 Розрахунок норми часу на зуборізні роботи Мета роботи Закріплення теоретичних знань, набуття навичок нормування зубофрезерної та зубодоліжної операцій для заданої деталі
Геометрія кінцевої фрези Величина потилованої частини Ширина стрічки Кут нахилу гвинтової канавки Допоміжна ріжуча кромка Діаметр серцевини Величина падіння потилиці Задня поверхня Головна
Зміст Визначення сил, що діють при точенні та потужності.... 3 Розрахунок режиму різання при точенні аналітичним способом...
Резніков Л.А. Різання матеріалів: Збірник завдань. Тольятті: ТДУ, 006. ДЕФОРМАЦІЇ І СИЛИ ПРИ РІЗАННІ ЛЕЗОВИМ ІНСТРУМЕНТОМ.
Leс_15_TKMiM_1АА_AD_LNA_08_12_2016 Зміст 15.1. Різці 15.2. Інструменти обробки отворів 15.3. Фрези Контрольні питання Завдання для самостійної роботи Список літератури За призначенням (або
A. КІНЕМАТИКА ПРОЦЕСУ РІЗАННЯ ТА ПЕРЕЗРІЗЕННЯ ЗРІЗУ ПРИ РОБОТІ ЛІЗОВИЙ ІНСТРУМЕНТОМ. використані позначення, наведені
ЗМІСТ РОБОЧОЇ ПРОГРАМИ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ. ОП.05 «Загальні основи технології металообробки та робіт на металорізальних верстатах» Найменування розділів та тем Тема 1. Фізичні основи процесу різання
ЗЕНКЕР Зенкер багатолезовий ріжучий інструмент, призначений для попередньої або остаточної обробки просвердлених, штампованих або відлитих отворів Основні особливості та відмінності зенкера
5.3. Свердління Свердління поширений метод отримання отворів у суцільному матеріалі. Свердлінням отримують наскрізні та ненаскрізні (глухі) отвори та обробляють попередньо отримані отвори
Характеристика леза Лекція 2 1. Координатні площини. Системи координат Координатні площини. Леза різальних інструментів при проектуванні, виготовленні та експлуатації розглядають у прямокутній
Вибір режимів різання для початківців і не тільки. Ситуація типова: ми впевнені, що куплений нами дорогий інструмент роботу виконає замість нас. всю Інструмент стоїть
Дослідження у галузі технологічного забезпечення якості при обробці поверхонь деталей на вертикально-фрезерних верстатах. Частина 2. Дослідження схем обробки різних поверхонь деталей кінцевими
УДК 621.9.022.2 ВИБІР РЕЖИМУ РІЗАННЯ ПРИ ФРЕЗУВАННІ ПЛОЩИН ТОРЦЕВИМИ ФРЕЗАМИ, ОСНАЩЕНИМИ ТВЕРДОСПЛАВНИМИ ПЛАСТИНКАМИ САМСОНОВ В. А., ДАНИЛЕНКО Б.Д. [email protected]Подано короткі рекомендації
Практична робота 1 Розрахунок норми часу на токарні роботи 1 Мета роботи Закріплення теоретичних знань, набуття навичок нормування токарної операції для заданої деталі в різних організаційно-технічних роботах
Міністерство освіти Російської Федерації Саратовський державний технічний університет Технологічний інститут ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ ФРЕЗ Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу
Lab_2_1AA_AD_TKMiM_LNA_26_09_2016 Доцент Лалазарова Н.А. У роботі використані матеріали проф. Мощенко В.І. Токарно-гвинторізний верстат 1К62 Мета роботи ознайомитися з видами робіт, які виконують на
При обробці поверхонь фрезеруванням головним рухом різання є обертання фрези, а оброблюваної заготівлі або інструменту повідомляється поступальний рух прямою, колом або заданою
Техніко-комерційна пропозиція на пристосування та приладдя до верстата заточувального для дереворізального інструменту моделі ВЗ-384 1.Ціна, умови та термін постачання. Ціни на пристрої вказані в прайс-листі.
ЗМІСТ ВВЕДЕННЯ... 1. Обробка торцевими фрезами, оснащеними твердим сплавом.... 3. Фрезерування
Найменування: Пристосування та приладдя до заточувального верстата для дереворізального інструменту B3-384 Модель: ВЗ-318.П..., В3-384.П..., 3Е642Е.П... Заточувальні верстати з ЧПУ зубошліфувальні верстати з ЧПУ
Обробка отворів свердлами з непереточуваними змінними багатогранними пластинами (МНП) Свердління свердлами з змінними багатогранними пластинами, що не переточуються, найбільш продуктивний і економічний
Федеральне агентство з освіти Московський державний технічний університет "МАМІ" Кафедра "Технологія машинобудування" СмілянськийВ.М. Мішин В.М. ЗАТВЕРДЖЕНО методичною комісією зі спеціальності
Визначення вихідних параметрів та характеристик, що формують ріжучий інструмент К.т.н., доц. Бухтєєва І.В., Нешик В.І. Металорізальні інструменти грають величезну роль і жодна його галузь не може обійтися
Лабораторна робота 1 КЛАСИФІКАЦІЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ РІЗЧОЇ ЧАСТИНИ ТОКОРНИХ РІЗЦІВ Мета роботи вивчення класифікації та геометрії токарних різців та приладу для вимірювання кутів. 1.
Технологія обробки фасонних поверхонь (на прикладі лопаток турбін) Самінська Галина Григорівна, викладач технічних спеціальних дисциплін ПУ-43 м. Санкт-Петербург Турбінні лопатки є
«Стверджую» Ректор університету А. В. Лагерєв «19» 09 2007 р. ТЕХНОЛОГІЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ РІЖЧИЙ ІНСТРУМЕНТ І ЙОГО ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ І ГЕОМЕТРІЯ Методичні вказівки до виконання
Вісті Челябінського наукового центру, вип. 3 (33), 26 ПРОБЛЕМИ МАШИНОБУДУВАННЯ УДК 621.9 РОЗРАХУНОК ТОВЩИНИ ЗРІЗУЄМОГО ШАРУ ПРИ ФРЕЗУВАННІ ПРОСТОРНО СКЛАДНИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, ЩО МАЮТЬ СТУПЕНІВ
Лабораторна робота 1 Визначення жорсткості технологічної системи при обробці деталей методом прямої та зворотної подач 1. Мета роботи Робота передбачає ознайомлення з методикою визначення жорсткості
Навантаження при роботі фрези і динамічне врівноважування її маси, що обертається. Процес різання ПВХ профілю фрезою носить переривчастий характер, оскільки зубці фрези послідовно входять в оброблюваний
Завдання 1 ТОКАРНИЙ УНІВЕРСАЛЬНИЙ ВЕРСТАТ Т280 Токарно-гвинторізний верстат Т280 Мета роботи ознайомитися з класифікацією верстатів вивчити пристрій токарного універсального верстата та отримати навички точення
1. Глєбов, І.Т. Різання деревини/І.Т. Глібів. СПб: Видавництво "Лань", 010. 56 с.. Глєбов, І.Т. Вирішення задач з різання деревини /І.Т. Глібів. СПб: Видавництво "Лань", 01. 56 с. УДК 674.06 Глібов
Теоретичне завдання заключного етапу Всеросійської олімпіади професійної майстерності учнів за спеціальністю середньої професійної освіти 15.02.08 ТЕХНОЛОГІЯ МАШИНОБУДУВАННЯ
При виборі зв'язки абразивного інструменту слід враховувати, що кожен вид зв'язки має свої особливості та переваги, що визначає ріжучі властивості інструменту, а отже, і область його застосування.
Найменування: Пристрої та приладдя до заточувального верстата ВЗ-818, що поставляються за окрему плату Модель: ВЗ-318.П та 3E642E.П Заточувальні верстати з ЧПУ
Федеральне агентство з освіти Архангельський державний технічний університет ТЕХНОЛОГІЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ Виготовлення деталей литтям Механічна обробка виливків Методичні
189 а) 12 б) 12 Рис. 3.29. Формування виробів методом штампування: а об'ємне штампування; б плоске штампування; 1 заготівля; 2 виріб Метод штампування відрізняється високою продуктивністю, проте пов'язаний
Т е м а 6. ОБРОБКА ОТВЕРТІВ Мета вивчення технологічних можливостей лезової обробки отворів на вертикально свердлильних та координатно розточувальних верстатах, основних вузлів верстатів та їх призначення,
Ст.
«Затверджую» Ректор університету А. В. Лагерєв 2007 р.
«Смоленський промислово-економічний коледж» Тести з дисципліни «Технологія машинобудівного виробництва» спеціальність 151001 Технологія машинобудування Смоленськ Рівень А 1. Масове виробництво
ДЕРЖСТАНДАРТ 19274-73 Передачі зубчасті циліндричні евольвентні внутрішнього зачеплення. Розрахунок геометрії Орган, що прийняв: Держстандарт СРСР Дата введення 01.01.1975 Постановою Державного комітету
Карусельні верстати серії С52 Верстат С5225 С5231 С5240 С5250 С5263 Максимальний діаметр точення, мм 2500 3150 4000 5000 6300 Діаметр робочого столу планшайба, мм 2250 2830 2830
1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ Розрахунок режимів різання для обробки заготовок на металорізальних верстатах є заключним основним завданням у розділі "Обробка матеріалів різанням". Забезпечення продуктивної
Т е м а 1. КІНЕМАТИЧНІ ОСНОВИ ФОРМОУТВОРЕННЯ РІЗАННЯМ Мета вивчення кінематики формоутворення поверхонь різанням, основних елементів та геометричних параметрів різального інструменту. Зміст
ФІЗИКА ТА МЕХАНІКА ПРОЦЕСІВ ОБРОБКИ МАТЕРІАЛІВ УДК 6.9 Ю. М. ВНУКОВ, д-р техн. наук, О. Г. САРЖИНСЬКА, Запоріжжя, Україна ОСОБЛИВОСТІ РОЗРАХУНКУ СКЛАДНИХ СИЛИ РІЗАННЯ ПРИ ТОРЦЕВОМУ ФРЕЗУВАННІ СФЕРИЧНИМИ
Міністерство освіти і науки Російської Федерації Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти Московський державний машинобудівний
ФЕДЕРАЛЬНА АГЕНЦІЯ З ОСВІТИ ДЕРЖАВНА ОСВІТАЛЬНА УСТАНОВА ВИЩОЇ ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ "САМАРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ академічний аерокосмічний.
Кінцевий цільнотвердосплавний інструмент При обробці деталей з нержавіючих та жароміцних сталей підвищеної міцності, жароміцних та титанових сплавів та високоміцних сталей використання швидкорізальних
«Стверджую» Ректор університету А. В. Лагерєв «25» 5 2007 р. ТЕХНОЛОГІЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ОБРОБКА ВІДТВЕРДЕНЬ НА СВІРЛИЛЬНИХ ВЕРСТАХ Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи 10 для
Новинка! Нові можливості обробки шліців і зубчастих коліс різьбовими фрезами VARGUS ЛІДЕР У РІЗЬБОНАРІЗАННІ Компанія VARGUS світовий лідер у галузі розробки, виробництва та постачання високоякісного
B УДК 674.023:621.9 ПОДОВЖНЕ ПИЛАННЯ ДЕРЕВИНИ ПИЛОЮ З КОСОЮ ЗАТОЧКОЮ ЗУБІВ Глєбов І.Т., професор, канд. техн. наук, Горохівський А.К., асистент Уральський державний лісотехнічний університет
УДК 6.9 Розрахункове визначення глибини та ступеня зміцнення деталей із жароміцних матеріалів при невільному точенні Михайлов С. В., Данилов С. Н., Михайлов А. С. (Костромський державний технологічний
ПОЧАТКОВА ПРОФЕСІЙНА ОСВІТА Т. А. БАГДАСАРОВА ТЕХНОЛОГІЯ ФРЕЗЕРНИХ РОБОТ РОБОЧИЙ Зошит Рекомендовано Федеральною державною установою «Федеральний інститут розвитку освіти» як
Автор (Упорядник): Хоміч Т.П. викладач УО Оршанське ДПТУ 122 Рецензент: Зулєв О.О. зам. директора з навчальної роботи УО "Оршанський державний механіко-економічний коледж", викладач вищої
ДЕРЖАВНА ОСВІТАЛЬНА УСТАНОВА ВИЩОЇ ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ «САМАРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АЕРОКОСМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені академіка С.П. КОРОЛЬОВА (НАЦІОНАЛЬНИЙ ДОСЛІДНИЙ УНІВЕРСИТЕТ)»
МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ РОСІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ МСХА імені К.О. ТИМИРЯЗЄВА Факультет Технічний сервіс в АПК Кафедра «Матеріалознавство та технологія
Розрахунок режимів різання під час фрезерування Методичні рекомендації
Частина I - торцеве фрезерування
У частині I методичних вказівок наведено загальні теоретичні відомості про фрезерування, викладено послідовність операцій з розрахунку режиму різання при торцевому фрезеруванні на основі довідкових даних. Методичні вказівки можуть бути використані при виконанні домашнього завдання, у курсовому та дипломному проектуванні студентами факультетів МС в АПК, ПРИМА та Інженерно-педагогічного, а також під час проведення практичних та науково-дослідних робіт.
Рис.9, табл.ХХ, список бібл. - ХХ найменувань.
1.1. Елементи теорії різання
Фрезерування є одним з найбільш поширених та високопродуктивних способів механічної обробки різанням. Обробка проводиться багатолезовим інструментом - фрезою.
При фрезеруванні головний рух різання D r - обертання інструменту, рух подачі D S - переміщення заготовки (Рис. 1.), на карусельно - фрезерних і барабанно-фрезерних верстатах рух подачі може здійснюватися обертанням заготовки навколо осі барабана або столу, що обертається, в окремих випадках рух подачі може здійснюватися переміщенням інструменту (копіювальне фрезерування).
Фрезеруванням обробляються горизонтальні, вертикальні, похилі площини, фасонні поверхні, уступи та пази різного профілю. Особливістю процесу різання при фрезеруванні є те, що зубці фрези не знаходяться в контакті з оброблюваною поверхнею весь час. Кожне лезо фрези послідовно вступає в процес різання, змінюючи товщину шару, що зрізається від найбільшої до найменшої, або навпаки. Одночасно в процесі різання можуть бути кілька ріжучих кромок. Це викликає ударні навантаження, нерівномірність протікання процесу, вібрації та підвищене зношування інструменту, підвищені навантаження на верстат.
При обробці циліндричними фрезами (ріжучі кромки розташовані на циліндричній поверхні) розглядається два способи обробки залежно від напрямку руху подачі заготовки:
Зустрічне фрезерування, коли напрямок руху різальної кромки фрези, що знаходиться в процесі різання, протилежно напрямку руху подачі;
Попутне фрезерування, коли напрямок руху різальної кромки фрези, що знаходиться в процесі різання, збігається з напрямком руху подачі.
При зустрічному фрезеруванні навантаження на зуб зростає від нуля до максимуму, сили, що діють на заготівлю, прагнуть відірвати від столу, а стіл підняти. Це збільшує зазори у системі СНІД (верстат – пристосування – інструмент – деталь), викликає вібрації, погіршує якість обробленої поверхні. Цей спосіб добре застосовується для обробки заготовок з кіркою, роблячи різання з-під кірки, відриваючи її, тим самим значно полегшуючи різання. Недоліком такого способу є велике ковзання леза по попередньо обробленої та наклепаної поверхні. За наявності деякого округлення ріжучої кромки вона відразу вступає у процес різання, а спочатку прослизає, викликаючи велике тертя і знос інструменту з задньої поверхні. Чим менше товщина шару, що зрізається, тим більше відносна величина прослизання, тим більша частина потужності різання витрачається на шкідливе тертя.
При попутному фрезеруванні цього недоліку немає, але зуб починає роботу з найбільшої товщини шару, що зрізається, що викликає великі ударні навантаження, проте виключає початкове прослизання зуба, зменшує знос фрези і шорсткість поверхні. Сили, що діють на заготівлю, притискають її до столу, а стіл - до напрямних станини, що зменшує вібрації та підвищує точність обробки.
Швидкість обертання шпинделя, швидкість подачі- все це основи різання. Отримати інформацію про це порівняно легко. У будь-якій книзі фрезерної справи можна знайти дану інформацію. Нижче наводиться короткий конспект однієї з таких книг. Вибір діаметра фрези для роботи визначається за двома параметрами - шириною та глибиною фрезерування.
Ширина фрезерування- ширина оброблюваної поверхні задається, як правило, у кресленні та визначається розміром деталі або заготівлі. У разі обробки декількох заготовок, закріплених поруч, ширина фрезерування кратно збільшується.
Глибина фрезерування (або глибина різання)- Товщина шару матеріалу, що знімається фрезою за один прохід. Якщо знімати багато, то фреза робить два і більше проходів. При цьому останній прохід виробляють з невеликою глибиною різання для отримання чистішої поверхні обробки. Такий прохід називають чистовим фрезеруванням на відміну від попереднього або чорнового фрезерування, яке виробляють з більшою глибиною різання. Однак при невеликому припуску на обробку фрезерування проводиться за один прохід.
Швидкість різання- це шлях (який зазвичай позначається в метрах), який проходять ріжучі кромки зубів фрези в одну хвилину. Швидкість різання розраховується за такою формулою: довжину кола фрези множимо на кількість зубів фрези і на кількість обертів на хвилину і все ділимо на 1000 (перекладаємо міліметри в метри).
Швидкість різання зазвичай визначають за довідковими таблицями режимів різання. Так як швидкість різання при фрезеруванні залежить від стійкості конкретної фрези, рекомендована в таблицях швидкість різання відповідає тому, на якій максимальній швидкості може відбуватися різання без поломки фрези.
Подання- це величина (зазвичай позначається в міліметрах) переміщення шпинделя верстата в поздовжньому Y, поперечному X або вертикальному Z напрямку.
Подання за одну хвилину- Величина переміщення шпинделя в міліметрах за час, що дорівнює одній хвилині. Обчислюється за формулою: подача за одну хвилину дорівнює подачі на один зуб фрези помноженої на число зубів фрези і помноженої на кількість обертів фрези за хвилину.
Вибір режимів різання
Як відомо, основами різання є швидкість обертання шпинделя та швидкість подачі. Вибір діаметра фрези для роботи визначається за двома параметрами - шириною та глибиною фрезерування. Ширина фрезерування, або ширина поверхні, що обробляється, задається, як правило, в кресленні і визначається розміром деталі або заготовки. У разі обробки кількох заготовок, закріплених поруч, ширина фрезерування збільшується кратно.
Глибина фрезерування - товщина шару матеріалу, що знімається фрезою за один прохід. Якщо знімати багато, то фреза робить два і більше проходи. При цьому останній прохід виробляють з невеликою глибиною різання для отримання чистішої поверхні обробки. Такий прохід називають чистовим фрезеруванням на відміну від попереднього або чорнового фрезерування, яке виробляють з більшою глибиною різання. Однак, при невеликому припуску на обробку фрезерування проводиться за один прохід.
Швидкість різання - це шлях (який зазвичай позначається в метрах на хвилину), який проходять ріжучі кромки зубів фрези в одну хвилину.
Швидкість різання зазвичай визначають за довідковими таблицями режимів різання. Так як швидкість різання при фрезеруванні залежить від стійкості конкретної фрези, рекомендована в таблицях швидкість різання відповідає тому, на якій максимальній швидкості може відбуватися різання без поломки фрези.
Подача за одну хвилину - величина переміщення шпинделя в міліметрах за час, що дорівнює одній хвилині. Обчислюється вона за такою формулою: подача за одну хвилину дорівнює подачі на один зуб фрези, помноженої на число зубів фрези та помноженої на кількість обертів фрези за хвилину.
Для м'якої деревини (сосна)
Тип інструменту Робоча подача мм/хв Швидкість обертання Глибина за прохід
Торцева 6мм 2000-3000 20 000-24 000 7,5-8
Торцева 3мм 1000-1500 20000-24000 4,5
Гравер 30 ° х0, 2 800-600 20 000-24 000 3
Для твердої деревини (бук, дуб, фанера)
Торцева 6мм 1500-2500 20 000-24 000 7,5-8
Торцева 3мм 500-1000 20000-24000 4,5
Гравер 30 ° х0, 2 300-600 20 000-24 000 3
Для двошарового пластику
Торцева 3 мм 2000 12 000 0,3
Гравер 30 ° х0,2 2000 20 000 0,3
Для акрилу та полістиролу
Торцева 6 мм 1000-1300 10 000-12 000 3
Торцева 3 мм 800-1000 12 000-16 000 1,5
Гравер 30 ° х0,2 300-500 18 000-20 000 0,3-0,6
Для ПВХ
Торцева 6 мм 1500-2000 12 000 8-10
Торцева 3 мм 1500-2000 12 000-15 000 4-6
Для алюмінієвих сплавів
Торцева 6 мм 800-1000 14000 - 18000 0,6
Торцева 3 мм 500-800 13 000-15 000 0,3