Материал: Проектирование электропривода промышленных механизмов. Фролов Ю.М

Технологический процесс фрезерования

Фрезерование является одним из наиболее распространѐнных и высокопроизводительных способов механической обработки резанием. Обработка производится многолезвийным инструментом - фрезой.

Особенностью процесса резания при фрезеровании является то, что зубья фрезы не находятся в контакте с

обрабатываемой поверхностью всѐ время. Каждое лезвие фрезы последовательно вступает в процесс резания, изменяя толщину срезаемого слоя от наибольшей к наименьшей, или наоборот. Одновременно в процессе резания могут находиться несколько режущих кромок. Это вызывает ударные нагрузки, неравномерность протекания процесса, вибрации и повышенный износ инструмента, повышенные нагрузки на станок.

Фрезы различают по /11/:

-форме – дисковые, цилиндрические, конические;

-конструкции – цельные, составные, сборные и насадные, хвостовые;

-применяемому материалу режущей кромки - быстрорежущие и твердосплавные;

-расположению лезвий – периферийные, торцевые и периферийно-торцевые;

-направлению вращения – праворежущие и леворежущие;

-форме режущей кромки – профильные (фасонные и обкаточные), прямозубые, косозубые, с винтовым зубом;

-форме задней поверхности зуба – затылованные и незатылованные,

-назначению – концевые, угловые, прорезные, шпоночные, фасонные, резьбовые, модульные и др.

Процесс обработки заготовки на станке состоит из двух технологических циклов: черновой и чистовой обработок /11/. При черновой обработке срезается слой металла толщиной 2-20 мм. При чистовой обработке обеспечивается нужный показатель шероховатости обрабатываемой поверхности при срезании слоя металла толщиной 0,1-2 мм.

Рассмотрим фрезерование цилиндрической фрезой из быстрорежущей стали с крупным зубом. Диаметр фрезы примем D=100 мм, длина фрезы L=100 мм, число зубьев фрезы z=12, ширина фрезерования В=50 мм /5/.

Обрабатываемый материал заготовки – сталь конструкционная углеродистая с пределом прочности в =

750 МПа.

Внешний вид заготовки приведен на рис. 1.3.

Рис. 1.13. Внешний вид заготовки

Подачи при черновом фрезеровании цилиндрическими фрезами из быстрорежущей стали, если мощность фрезерной головки ниже 10 кВт, следует брать из диапазона Sz=0.05-0.1 мм в зависимости от жесткости системы заготовка – приспособление /4/. Примем глубину резания t=20 мм и скорость подачи стола на один зуб Sz=0.1 мм.

Скорость резания – окружная скорость фрезы, м/мин,

где Сv – коэффициент, зависящий от вида обработки (черновая или чистовая), обрабатываемого материала, вида и охлаждения фрезы, Сv =35,0; D – диаметр фрезы, мм;

t – глубина резания, определяемая толщиной снимаемого слоя металла за один ход, мм;

z – число зубьев фрезы;

T – стойкость фрезы, равная 180 минут при обработке стали цилиндрическими фрезами из быстрорежущей стали;

Sz – подача на зуб фрезы, мм; В – ширина фрезерования, мм;

Kv=1 – поправочный коэффициент на скорость резания;

y, m, q, n, z, x – показатели степени, принимаемые по справочникам режимов резания /4/.

Число оборотов фрезы при черновом фрезеровании, об/мин,

Расчет сил резания

Определим окружную силу резания при черновом фрезеровании /11/. Угол контакта находится из треугольника ГОБ1 в соответствии с рис. 1.14

Рис. 1.14. Фрезерование плоскости

удельной силы р /3, табл.1/.

Площадь среднего поперечного сечения срезаемого слоя металла, мм2 ,

Суммарная окружная сила FОК и радиальная сила резания FР имеют равнодействующую F, которую можно разложить на две составляющие (рис. 1.15) – горизонтальную FГ, направленную вдоль поперечной подачи и определяющую мощность, потребляемую приводом подачи и вертикальную FВ, направленную вдоль вертикальной оси, стремящуюся оттолкнуть фрезу от заготовки /11/.