7.8.4. Расчет сил, действующих при торцовом фрезеровании

При торцовом фрезеровании сила, действующая на обрабатываемую заготовку (см. рис.7.28), раскладывается на три составляющие: P_H - горизонтальная сила, линия действия которой параллельна направлению подачи; P_V - боковая сила, линия действия которой перпендикулярна плоскости, образованной осью фрезы и линией, параллельной направлению подачи; P₀ - осевая сила, линия действия которой параллельна оси фрезы.

В расчете сил определяют следующее:

1. Параметры фрезы: d, Z, φ, φ₀, γ₀, γ_P - по чертежу фрезы.

2. Вид фрезерования и смещение фрезы относительно заготовки. Если они не заданы, то их следует назначить, руководствуясь следующими соображениями. Если ширина заготовки больше диаметра фрезы, то назначают полное фрезерование. Если диаметр фрезы превышает ширину фрезерования, то для обработки хрупких материалов: чугуна, бронзы и других назначают симметричное фрезерование. Для обработки незакаленных, нержавеющих и жаропрочных материалов заготовку смещают относительно оси фрезы на величину e = (0,4…0,45)d – B/2 так, чтобы ^ВС > ^AВ (см. рис.7.28). При обработке закаленных сталей и других материалов высокой твердости, а также материалов, имеющих литейную корку, сварочные наплывы и т.п., заготовку смещают на ту же величину, но так, чтобы ^ВС < ^AВ (см.рис. 7.28). В первом случае принимают величину e положительной e > 0, а во втором - отрицательнoй e < 0.

3. Углы входа и выхода

4. Угол контакта

Ψ₀ = Ψ'' - Ψ'.

5. Число одновременно работающих зубьев.

Z0 =	Ψ0Z
	2 π

Полученное число округляют до ближайшего большого целого числа.

6. Углы расположения зубьев на дуге контакта АС (см. рис.7.28) для случая, когда сила, действующая на фрезу, имеет наибольшее значение. Если Z₀ - четное число, то этот случай наступает тогда, когда угол расположения наиболее загруженного зуба равен ±η/2. Если Z₀ - число нечетное, то угол расположения наиболее загруженного зуба равен . Углы расположения остальных зубьев определяются прибавлением или отниманием числа, кратного угловому шагу зубьев фрезы.

В первом случае номер наиболее загруженного зуба

N =	- η/2 – Ψ'
	η

Полученное число N округляют до ближайшего целого числа. Углы расположения зубьев на дуге контакта для первого случая

При этом должно соблюдаться условие Ψ'' ≥ Ψ_i ≥ Ψ'.

Во втором случае, когда Z₀ - число нечетное, номер наиболее загруженного зуба

N =	– Ψ'
	η

Полученное число N округляют до ближайшего большего целого числа. Углы расположения зубьев для второго случая

Ψ_i = - (N – i) η.

При этом должно соблюдаться условие Ψ'' Ψ_i Ψ'.

7. Толщину срезаемого слоя для каждого зуба, находящегося на дуге контакта

a_i = S_z sin Ψ_i sin φ.

8. Радиус скругления лезвия по зависимости (7.16).

9. Действительные передние углы при a_i < r:

При a_i > r передний угол определяется углами установки зубьев фрезы:

tgγ = tgγ₀ cosφ + tgγ_P sinφ

10. Силы, действующие на зубья фрезы:

Главная составляющая силы резания, действующая со стороны зуба фрезы на обрабатываемую заготовку в направлении, параллельном вектору скорости резания:

P_Zi = K_i τ t S_z sin Ψ_i + μ_зQ

Радиальная составляющая силы резания, действующая со стороны зуба на обрабатываемую заготовку в направлении, параллельном радиусу фрезы:

P_ri = (K_1i τ t S_z sin Ψ_i + Q) sin φ

Осевая составляющая силы резания, действующая со стороны зуба на обрабатываемую заготовку в направлении, параллельном оси фрезы:

P_Xi = (K_1i τ t S_z sin Ψ_i + Q) cosφ.

11. Силы, действующие на заготовку со стороны фрезы: горизонтальная сила, параллельная направлению движения подачи:

Боковая сила, параллельная плоскости стола вертикально - фрезерного станка и перпендикулярная направлению движения подачи

Осевая сила, действующая в направлении, параллельном оси фрезы

12. Расчетный крутящий момент:

13. Изгибающий момент, действующий на фрезу:

де L - вылет фрезы - расстояние от торца фрезы до торца шпинделя станка.