8.5. Диаметр и допуски калибрующей части разверток.

Расчет диаметра и полей допусков калибруемой части разверток проводится по той же схеме, что и для протяжек (рис. 6.16). Стандартные развертки выпускаются доведенными для нескольких определённых посадок, а для остальных с припуском под последующую до­водку. Так как развертки имеют по диаметру малые запасы на износ, то для продления срока их службы по возможности следует делать развертки регулируемыми.

9. Фрезерование.

9.1. Назначение и область применения фрез.

Фреза представляет собой тело вращения, на образующей поверх­ности которого или на торце имеются зубья. Главным движением являет­ся вращение фрезы относительно ее оси (движение резания). При этом режущие кромки фрезы описывают производящую или производящие поверхности. В отличие от осевых инструментов (сверл, зенкеров, разверток), имеющих подачу вдоль оси, фрезы имеют подачу, как правило, перпендикулярно оси ( цилиндрические, торцовые и др. фрезы), реже под углом. Обработанная поверхность будет получаться как огибающая семейства производящих поверхностей. Движение инструмента от­носительно заготовки может быть сложным, состоящим из ряда движе­ний, как это имеет место при нарезании зубьев колес червячными фре­зами по методу обката. Благодаря тому, что работа по удалению припус­ка распределяется на большое число зубьев фрезы, они обладают высо­кой стойкостью и производительностью.

Фрезами возможно обрабатывать самые различные поверхности, включая весьма сложные поверхности: плоские, поверхности вращения, фасонные. Поэтому фрезы являются одним из самых распространённых инструментов. Из общего парка оборудования в машиностроении фрезерные станки составляют около 18%. Существуют производства, где парк фрезерных станков достигает 50 … 60 % от всего заводского парка.

Фрезы оказывают огромное революционизирующее влияние на кон­струкцию станков. Помимо универсальных фрезерных станков, имеется целый ряд станков, работающих фрезами узкого назначения (резьбонарезные, зубофрезерные, отрезные, свёрлонарезные, копировальные, шпоночные и др).

9.2. Основные типы фрез, элементы резания и срезаемого слоя. Фрезы общего и специального назначения. Понятие о неравномерности фрезерования.

По форме и назначению различные фрезы цилиндрические, дисковые, торцовые, концевые, угловые, фасонные, шпоночные, резьбовые, зуборезные и т.д.

Ни один инструмент не обладает таким разнообразием типов, форм и назначения, как Фрезы. Классификация фрез приводится в справочной литературе. Большинство фрез стандартизировано. Ниже рассмотрим укрупнённую классификацию по следующим двум важным принципам:

1. по принципу образования поверхности детали,

2. по принципу образования задней поверхности зубьев фрезы.

9.2.1. Классификация фрез по принципу образования поверхности детали, их особенности, элементы резания и срезаемого слоя.

Фрезы разделаются в зависимости от того, какие кромки, главные или вспомогательные являются формобразующими. Различают фрезы осевые, торцовые и торцово-осевые.

1.Осевые фрезы (рис. 9.1).

Характерные особенности:

1) поверхность детали формируется главными режущими кромками аналогично профильной схеме при протягивании;

2) форма главных режущих кромок соответствует профилю детали.

Точнее, режущие кромки должны лежать на производящей поверхности, осевой профиль которой совпадает или является сопряженным с профилем детали.

Скоростью резания является скорость вращения фрезы (скоростью подачи при определении скорости резания на практике пренебрегают ввиду её малости)

V= м/с,

где n - частота вращения об/мин.

Движение подачи сообщается в зависимости от модели станка заготовке или инструменту.

Различают следующие виды подач:

1) подача на зуб S_z мм/зуб - перемещение фрезы (или заготовки) в движении подачи при повороте на один зуб (угловой шаг);

1. подача на оборот S_м = S_z z мм/об –перемещение фрезы за один оборот;

2. минутная подача S_м = S_z = S_zzn мм/мин – перемещение фрезы за одну минуту.

На фрезерных станках, в отличие от токарных и сверлильных не требуется жесткой кинематической связи между главным движением (вращением) и движением подач. Поэтому цепь подач имеет седельный привод. Поэтому подача на станке устанавливается не на оборот, а минутная.

Технологическими параметрами срезаемого слоя являются:

t – глубина срезаемого слоя, измеренная по нормали обработанной поверхности,

S_z – подача на зуб,

В – ширина фрезерования, т.е. размер обрабатываемой поверхности, измеренный в направлении, перпендикулярном подаче.

Физическими параметрами будут

b – ширина срезаемого слоя, изморенная по осевому профилю производящей поверхности фрезы,

a – толщина срезаемого слоя, измеренная по нормали к поверхности резания

a = S_z sinθ

где θ – угол контакта.

Если движение заготовки направлено навстречу скорости реза­ния (или движение подачи, перенесенное на фрезу, совпадает по направлению со скоростью резания), то такое фрезерование принято называть встречным

(см. рис .9.1).

Рис.9.1.Элементы срезаемого слоя при фрезеровании осевыми фрезами.

В этом случае θ изменяется от 0 до θ_max. Соответ­ственно толщина среза a будет также изменяться от 0 до

a_max = S_z sinθ_max.

Если движение заготовки направлено в ту же сторону, что и ско­рость резания (или направление подачи, перенесённое на инструмент, и скорости резания совпадают), то фрезерование называют попутным. В этом случае на схеме (см.рис.9.1) припуск должен располагаться справа от фрезы, а направление подачи изменено на противоположное. В этом случае θ будет изменяться от θ_max до 0 и соответственно - а от a_max до 0.

Как было показано в разделе "Протягивание", срезание весьма тонких слоев металла, меньших радиуса округления режущей кромки, происходит в тяжелых условиях. При фрезеровании это явление осо­бенно сказывается в начале образования стружки. Поэтому попутное фрезерование предпочтительнее встречного: выше стойкость фрезы (примерно в 1,5 раза) и качество обработанной поверхности. Однако, в этом случае составляющая силы резания, параллельная направлению подачи, будет изменяться по величине и направлению, что приведет к вибрациям со всеми вытекающими из этого последствиями. Во избежа­ние появления вибраций необходимо применять меры по выборке зазо­ров в цепи подач. Кроме того, при работе по литейной или штамповочной корке применять попутное фрезерование нецелесообразно из-за снижения стойкости и выкрашивания режущей кромки.

Согласно схеме максимальный угол контакта

cosθ_max = .

Максимальная толщина срезаемого слоя a = S_z sinθ. При черновой обработке подачу лимитирует максимальная толщина среза. Поэтому выбирается подача на зуб и рассчитывается минутная подача. При чистовой обработке из-за биения фрезы микрогеометрию фрезерованной поверхности будет лимитировать подача на оборот. Поэтому по этой подаче проверяется допустимость S_z и подсчитывается минутная подача.

К осевым фрезам относятся цилиндрические, угловые, угловые, фасонные, резьбовые. Зуборезные и т.п.