6.Силы, действующие на фрезу.
Силы резания, действующие на зубья фрезы, имеют различные направления и разную величину в зависимости от направления подачи по отношению к направлению вращения фрезы, т. е. от способа фрезерования (встречное или попутное), а также от рода фрезерования (торцовыми фрезами или фрезами с периферическими зубьями). При встречном фрезеровании цилиндрическими фрезами сила резания Р, действующая на каждый зуб фрезы, может быть разложена на две составляющих: касательную к фрезеPz и радиальную Рy, направленную к центру фрезы. Касательная сила создает крутящий момент M = (Pz* d )/2 кГмм,
где d — диаметр фрезы в мм.
В процессе работы фреза должна преодолеть суммарные силы резания, действующие на каждый зуб, находящийся в контакте с заготовкой. При фрезеровании цилиндрической прямозубой фрезой (рис. 10.45, а) равнодействующую силу резания Р можно разложить на окружную составляющую Рz, касательную к траектории движения зуба, и на радиальную составляющую Ру, направленную по радиусу. Силу Р можно также разложить на вертикальную Рв и горизонтальную Рг составляющие. При фрезеровании цилиндрическими косозубыми фрезами в осевом направлении действует осевая сила Ро (рис. 10.45, б), причем чем больше угол наклона винтовых канавок фрезы ω, тем она больше.
Окружная сила Pz производит основную работу резания, по ней определяют эффективную мощность N и рассчитывают детали и узлы механизма главного движения (коробки скоростей) на прочность.
Рис. 10.45. Силы резания при фрезеровании: а – разложение силы резания Р на составляющие; б – осевая сила Ро; Рх, Ру, Pz – составляющие силы резания на координатные оси; Рв, Рг – соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие силы резания; ω – угол наклона зуба фрезы
Радиальная сила Ру = (0,6–0,8)Рг действует на подшипники шпинделя и изгибает оправку, на которой устанавливается фреза. Осевая сила Ро = (0,35– 0,55)Рz действует на подшипники шпинделя и механизм поперечной подачи станка. Горизонтальная Рг и вертикальная Рв силы действуют на механизмы продольной и вертикальной подач станка. Окружную силу, Н, рассчитывают по эмпирической формуле
где CP – коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и услоия обработки; Sz – подача на зуб, мм/зуб; t – глубина резания, мм; В – ширина резания, мм; Dф – диаметр фрезы, мм; ХР, YP, q – показатели степени (берутся из справочной литературы).
Крутящий момент М и эффективную мощность N рассчитывают по формулам
M = PzDф / 2000; N = Mn / (1000·60),
где n – число оборотов шпинделя станка, об/мин.
7.Скорость, подача и глубина резания. Штучное и машинное время.
Скорость резания V – это расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания имеет размерность м/мин или м/сек.
При
точении скорость резания равна:
м/мин
где Dзаг – наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; n – частота вращения заготовки в минуту.
Подачей S называют путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот или один ход заготовки или инструмента.
Подача в зависимости от технологического метода обработки имеет размерность:
мм/об – для точения и сверления;
мм/об, мм/мин, мм/зуб – для фрезерования;
мм/дв.ход – для шлифования и строгания.
По направлению движения различают подачи: продольную Sпр, поперечную Sп, вертикальную Sв, наклонную Sн, круговую Sкр, тангенциальную Sт и др.
Глубиной резания t называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно последней. Глубину резания относят к одному рабочему ходу инструмента относительно обрабатываемой поверхности. Глубина резания имеет размерность мм. При точении цилиндрической поверхности глубина резания определяется по формуле:
где d –диаметр обработанной цилиндрической поверхности заготовки, мм.
Глубина резания всегда перпендикулярна направлению движения подачи. При подрезании торца глубиной резания является величина срезаемого слоя измеренная перпендикулярно к обработанному торцу. При прорезании и отрезании глубина резания равна ширине канавки, образуемой резцом.
Глубина резания и подача являются технологическими величинами, которыми оперируют в производственных условиях (при нормировании). Для теоретических исследований имеют значение геометрические величины срезаемого слоя: ширина, толщина и площадь срезаемого слоя.
Штучное время - технически обоснованная норма времени, необходимая для выполнения данной технологической операции при использовании современных методов обработки на основе передовой техники и опыта новаторов производства.
Тшт. =То + Тв + Тт.о + То.о + Тотд,
где То — основное (машинное) время, в течение которого осуществляется изменение размеров, формы и состояния поверхности обрабатываемой заготовки;
Тв — вспомогательное время, затрачиваемое на выполнение действий вспомогательного характера, необходимых для выполнения основной работы (на управление станком, установку, закрепление и снятие детали, подвод и отвод режущего инструмента, измерение детали и т. д.).
Сумма То + Тв называется оперативным временем;
Т т.о — время технологического обслуживания станка в процессе работы (смазка, удаление стружки, смена инструмента) ;
То.о — время организационного обслуживания, затрачиваемое на подготовку станка к работе в начале смены и на уборку его в конце смены, а также на передачу станка сменщику;
Т отд — время на отдых и естественные надобности.
Время, в течение которого происходит процесс снятия стружки без непосредственного участия рабочего, называется машинным временем (например, на фрезерование плоскости заготовки с момента включения механической продольной подачи до момента ее выключения). Машинное время Т при фрезеровании определяется по формуле, общей для всех видов обработки: Тм = (L/sм)i где L - длина перемещения инструмента или заготовки (с учетом врезания и перебега), мм; i - число проходов; sм - минутная подача инструмента или заготовки, мм/мин. В свою очередь длина перемещения (рис. 258) L = l+y+Δ. где l - длина обрабатываемой заготовки, мм; L - величина (путь) врезания, мм;