20. Выбор режима резания при фрезеровании

Режим резания для каждой технологической операции рассчитывают и задают технологи. Но в условиях мелкосерийного производства или при изготовлении единичных деталей, когда

операционную технологию подробно не разрабатывают, фрезеровщику часто приходится самому выбирать наиболее рациональный режим резания. Квалифицированные рабочие часто делают это на основании собственного опыта, без предварительных расчетов. Чтобы не ошибиться и не выбрать заниженный непроизводительный или, наоборот, слишком напряженный режим работы, следует сделать хотя бы упрощенный расчет.

Объем металла, срезаемого фрезой в единицу времени, при обработке поверхностей можно вычислить по формуле:

W = tBSм, мм3/мин,

где t — глубина резания (фрезерования); В — ширина фрезерования; Sм — минутная подача.

Так как ширина фрезерования обычно ограничивается шири ной обрабатываемой поверхности, то для ускорения обработки, судя по этой формуле, все равно, что увеличивать — глубину резания, подачу или скорость резания.

Однако практически приходится учитывать, что, исходя из стойкости инструмента, выгоднее увеличивать в первую очередь глубину резания, затем подачу и скорость резания. Выгоднее работать с максимально возможной глубиной резания, по возможности снимая весь припуск за один рабочий ход, задаться максимально допустимой подачей, а затем при выбранной глубине и подаче принять допустимую скорость резания. Если увеличивать любой из элементов режима резания, то при прочих равных условиях стойкость инструмента уменьшается. Но увеличение подачи примерно в 2 раза, а скорости резания примерно в 4 раза больше сказывается на стойкости инструмента, чем глубина резания; поэтому при заданной стойкости фрезы можно добиться наибольшей производительности, работая с максимальной глубиной резания и подачей.

При выборе режима резания необходимо также учитывать припуск на обработку. Если припуск на обработку сравнительно небольшой, а требования к шероховатости поверхности детали невысокие, можно заготовку фрезеровать за один рабочий ход. Но нередко бывает так, что сразу снять весь припуск невозможно — поломается фреза или недостаточна мощность станка. По этим причинам ограничивается и величина подачи. Если выбирают режим для чистового фрезерования, то максимальную" подачу ограничивают заданной шероховатостью обработки. Вот почему часто единственным путем сокращения времени обработки остается увеличение скорости резания. Вот почему выгодно применять твердосплавные фрезы, работая ими на высоких скоростях; но нельзя забывать, что максимальная скорость резания ограничивается предельной для данного станка частотой вращения, а мощность, необходимая для резания, возрастает пропорционально скорости резания.

Посмотрим, какие режимы резания можно практически применять, используя современные инструменты и оборудование. На рис. 57 показано, с какой глубиной резания можно обрабатывать заготовки торцовыми и цилиндрическими фрезами (это ориентировочные средние данные). Следует также учитывать, что современные ступенчатые фрезы позволяют снимать за один рабочий ход значительно больший припуск.

Задавшись глубиной резания, нужно выбрать подачу и скорость резания. Зная подачу и скорость резания, нетрудно подсчитать необходимую частоту вращения шпинделя станка. При настройке станка берут ближайшую наименьшую частоту вращения.

Бывает так, что, исходя из свойств обрабатываемого материала и возможностей фрезы, выбирают режим, который станок не может обеспечить из-за недостаточной мощности; поэтому следует проверить выбранный режим по мощности станка.

Рассмотрим пример определения режима резания и проверку его по мощности ст