2.2. Геометрія обробленої поверхні

Розглянемо нерівності, які формують геометрію обробленої поверхні, а саме: кінематичні нерівності (хвилі, зумовлені кінематикою), вібраційні нерівності (зумовлені вібраціями заготівки та інструмента); нерівності руйнування (вирви, сколи і т.д.). Якщо останніх двох видів нерівностей можна позбутись шляхом створення відповідних умов різання, то кінематичні нерівності є завжди й визначають шорсткість обробленої поверхні (глибину хвиль на поверхні деталей).

Під час фрезування багатоножовою головкою навіть за дуже ре­тель­но­го установлення ножів практично не вдається досягнути рівності ра­ді­у­сів обертання різальних кромок лез усіх ножів: неточність установлення мм. Нерівність радіусів різання призводить до зрізання різних об'ємів стружок та формування на обробленій поверхні хвиль різної довжини і висоти гребенів (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Схема формування обробленої поверхні фрезою з неоднаковим виставленням лез ножів

Перше лезо з радіусом різання зрізує більшу стружку та залишає трохи довші хвилі, ніж друге лезо з радіусом різання ( ). В сумі довга та коротка хвилі дають величину подачі на оберт . Висота

хвилі визначається залежно від її довжини.

Для оцінки висоти кінематичних нерівностей визначають найбільшу висоту гребеня хвилі . З трикутника запишемо

або . (7.8)

Розв’язавши рівняння (2.128) відносно , отримаємо приблизну формулу для розрахунку висоти гребеня хвилі

. (7.9)

Аналогічну формулу можна отримати і для .

На практиці потрібно, щоб довжина хвилі відповідала подачі матеріалу на одне лезо , а величина останньої була мінімальною. Перша умова забезпечується ретельним установленням ножів в інструмент ( ). Шляхи виконання другої умови видно з формули для визначення подачі на лезо (ніж) . Як бачимо, не знижуючи швидкість подачі, отримати менше значення можна за рахунок збільшення кількості лез в інструменті або частоти його обертання . Можливості збільшення і обмежуються конструк­тивними особливостями інструмента, фізико-механічними власти­востями матеріалу інструмента, вимогами техніки безпеки. На верстатах для плоского фрезування застосовують інструменти з кількістю лез = 2...8 і частотою обертання = 3000...9000 хв^-1. У зарубіжній практиці кількість ножів фрез для плоского фрезування досягає до = 36, а частота обертання – до = 12000 хв^-1. Значення допустимих довжин хвиль на обробленій поверхні для заданого рівня шорсткості наведені в табл. 7.1.

Якщо усі різальні кромки лез фрези (ножової головки) є на одному колі з радіусом , то . Сума довжин хвиль від лез, що візьмуть участь у

фрезуванні за один оберт, визначає подачу на оберт .

Висоту гребеня хвилі можна визначити (див. рис. 7.3) як різницю , або

. (7.10)

Таблиця 7.1. Допустима довжина хвиль (в мм) для заданої висоти

нерівностей під час поздовжнього фрезування

Висота нерівностей , мкм, не більше	Допустима довжина хвилі , мм
	при діаметрі різання , мм
	100	120	140	160	180	200
16 32 60 100 200	2,7 3,7 5,2 6,7 9,5	2,9 4,0 5,6 7,3 10,3	3,2 4,3 6,2 7,9 11,0	3,4 4,7 6,6 8,5 12,0	3,6 4,9 7,0 9,0 12,6	3,8 5,2 7,4 9,5 13,6

Залежно від призначення фрезованої поверхні значення параметрів і вибирають з табл. 7.2.

Таблиця 7.2. Значення і для фрезування

Призначення фрезованої поверхні	Параметри фрезування
	довжина хвилі , мм	висота гребеня (для D=220 мм) , мм
Під склеювання: склеювання масиву дуб сосна личкування плит Під покриття: непрозорими фарбами лаками З подальшим шліфуванням	3...4 До 6 6...8 до 2 до 1 5...8	0,033 0,075 0,13 0,0083 0,002 0,13

У зарубіжній практиці якість обробленої поверхні характеризується довжиною хвилі. Можливу характеристику обробленої поверхні чотирма ножами показано на рис.7.4.

Рис. 7.4. Вплив величини подачі на ніж на якість обробленої поверхні та зношення інструмента

Щоб отримати певне значення і , необхідно наперед розрахувати можливу швидкість подачі, яка забезпечить потрібну величину довжини хвилі і висоти гребеня .

Для розрахунку можливих швидкостей подачі за усіма обмежувальними параметрами потрібно вміти визначити потужність різання під час фрезування.