32). Определение чисел зубьев и количества стружечных канавок инструментов.
Определение числа зубьев инструмента. Выбор числа зубьев инструмента зависит от ряда факторов: 1). Диаметр инструмента; 2). Объема стружечных канавок; 3). Размеров деталей механизма крепления и регулирования (для сборных конструкций); 4). Ограничивающих условий, накладываемых на процесс резания: постоянства суммарного сечения среза, ограничения по усилию резания и мощности и др.
В настоящее время задача по обоснованию выбора количества зубьев, как комплексная вариационная задача, не может быть решена до конца, так как многие зависимости отсутствуют. Однако частично эти зависимости экспериментально найдены, а для таких инструментов, как зуборезные долбяки и дисковые шеверы, число зубьев определяется, при знании номинального делительного диаметра, математически.
В связи с указанным инструмент с точки зрения определения числа зубьев можно разбить на три группы: а). Инструмент, для которого число зубьев выбирается по практическим рекомендациям (зенкеры, развертки, метчики и плашки); б). инструмент, для которого число зубьев определяется по эмпирическим формулам (разнообразные фрезы, в том числе зуборезные); в). инструмент, для которого число зубьев рассчитывается (протяжки, долбяки, шеверы).
Метчики гаечные, машинные и ручные имеют число зубьев согласно следующим данным.
Число зубьев метчиков.
Обрабатываемый |
Диаметр метчиков, мм |
|||||
материал |
2-6 |
8-14 |
16-20 |
22-24 |
27-36 |
39-52 |
Черные металлы |
2-3 |
3 |
3 |
3-4 |
4 |
4-6 |
Легкие сплавы |
2 |
2-3 |
3 |
3-4 |
4 |
4-6 |
Для торцовых фрез сборной конструкции рекомендуется число зубьев определять по эмпирическим зависимостям, которые учитывают расположение и размеры ножей, механизмов крепления и регулирования. Эти зависимости имеют вид: при обработке стали для D ≤ 200 мм z = (0,04 ... 0,06)D; для D > 200 мм z = (0,04 ... 0,06)D + 2 ; при обработке чугуна z = (0,08 ... 0,10) D.
Часто бывает так, что фрезы с указанными выше зубьями не могут быть использованы из-за недопустимых значений усилий резания или мощности. В этом случае, как следует из теории резания металлов, выгоднее снижать скорость резания, а не число зубьев фрезы.
В
том случае, когда по каким-либо причинам
нельзя уменьшить скорость резания,
уменьшают число зубьев до значений,
определяемых по формуле
где NЭ – полная мощность электродвигателя станка, Вт; η – КПД главного привода; NУД – удельная эффективная мощность, Вт.
При назначении числа зубьев необходимо стремиться к удовлетворению условия равномерности фрезерования. Для этого при торцовом фрезеровании необходимо, чтобы в работе находилось не менее двух зубьев, т.е. чтобы удовлетворялось неравенство В ≥ D sin (2π/z).
При D/B = 1,4...1,6 неравенство имеет вид
Фрезы фасонные затылованные со шлифованным зубом имеют число зубьев, которое зависит не только от прочности зуба, возможности осуществления его шлифования, но и от высоты профиля детали.
Для обеспечения прочности зуба и возможности получения достаточного количества переточек принимают, что толщина зуба должна составлять 0,8-1,0 его высоты. С увеличением размеров профиля высота зуба возрастает значительно быстрее, чем диаметр, поэтому для обеспечения достаточной прочности зуба приходится уменьшать число зубьев фрезы z.
Рекомендуется
число зубьев определять по формуле
где r1 = 0,85d – радиус окружности впадин стружечных канавок; hи - высота профиля; d - диаметр отверстия (оправки) фрезы.
Полученное число зубьев фрезы необходимо проверить с точки зрения обеспечения равномерности фрезерования:
z = 480 p/arccos [(D - 2t) / D],
где р – количество одновременно работающих зубьев; D - диаметр фасонной фрезы; t - глубина фрезерования.
Проверка
проводится также на наибольшее число
зубьев фрезы, допустимое по размещаемости
стружки в стружечной канавке:
Форму и размеры зуба и стружечной канавки определяют исходя из условия прочности зуба; необходимости получения стружечного пространства, обеспечивающего свободное размещение стружки; достаточного количества переточек; технологичности изготовления; условия получения минимального количества типоразмеров инструмента 2-го порядка