9.3.3. Диаметр.

Для цилиндрических насадных фрез диаметр D₀ может выби­раться по формуле (рис.9.8)

D₀ = d +2g +2H.

Диаметр d отверстия под оправку выбирается с учетом обеспечения прочности и жесткости оправки. Поэтому необходимо учитывать усилия резания, которые можно ожидать при фрезеровании.

Рис. 9.8. Схема для выбора диаметра фрезы.

Очевидно, чем больше ширина и глубина фрезерования, больше диаметр фрезы, тем больше будут силы резания и большее значение d необходимо принимать. Посадочные размеры на станках и оправках стандартизированы. Поэтому и значение d должно выбираться из стандартного ряда:10, 13, 16, 19, 22, 27, 32, 40, 50, 60 и т.д.

Если фреза предназначена для конкретного фрезерного станка, то значение d следует принимать с учётом имеющихся диаметров оправок, прилагаемых к станку.

Толщина g тела фрезы выбирается с учётом прочности и жёсткости самой фрезы. Обычно

g = (0,4…0,5)d.

Широкие фрезы более склонны к образованию трещин при калке, которые обычно возникают в самом тонком месте – между шпоночным пазом и впадиной зуба. В этих случаях принимают большие значения g.

Высота зуба Н определяется назначением фрезы и объёмом снимаемой стружки.

Диаметр D₀ фрезы округляется до стандартного ряда. Этот ряд соответствует ряду чисел оборотов шпинделя станка и по нему конструируется коробка скоростей.

Вообще говоря, диаметр фрез может приниматься в весьма широких пределах. Чтобы правильно выбрать диаметр фрезы для определенных конкретных условий необходимо учитывать его влияние на различные факторы процесса резания.

При увеличении D₀ :

1. cosθ_max = 1- (см. п. 9.1) увеличивается, а θ_max уменьшается, поэтому максимальная толщина срезаемого слоя a_max = S_z sinθ_max будет меньше;

2. интенсивность затупления будет меньше и стойкость возрастет;

3. качество обработанной поверхности будет выше;

4. число зубьев z будет больше и работа пол срезанию припуска, приходящаяся на каждый зуб, будет меньше, что дополнительно повысит стойкость фрезы;

5. число одновременно работающих зубьев z_од будет больше и фрезерование при достаточно жёсткой системе СПИД будет равномернее;

6. усилие Р резания и крутящий момент М возрастают, что при нежёсткой системе СПИД может привести к вариациям;

7. расход материала на инструмент возрастает, наиболее существенное значение этот фактор имеет для крупногабаритных фрез;

8. путь врезания l_вр (см. рис. 9.8) увеличивается.

Если применять больший диаметр, то оставив толщину a_max = S_z sinθ_max прежней, можно соответственно увеличить подачу. При этом минутная подача

S_м = S_z zn возрастет. Машинное время обработки

Т_м = ,

где l_вр = путь врезания,

l – длина фрезерованной поверхности,

l_пер = 2…3 мм – длина перебега.

Если длина обработанной поверхности велика, доля l_вр будет малой. В этом случае выгоднее применять больший диаметр фрезы, т.к. он будет обеспечивать больную производительность.

Наоборот, при малом значении l доля l_вр велика и увеличение длины хода фрезы не будет компенсироваться увеличением минутной подачи. Поэтому в этих случаях более целесообразно применение фрез меньшего диаметра.

При выборе диаметра фасонных, угловых, пазовых фрез необходи­мо учитывать глубину профиля, паза, конфигурацию детали с тем, чтобы можно было беспрепятственно фрезеровать деталь.

Диаметр торцовых фрез обычно выбирают в зависимости от ширины фрезерования (см.рис.9.2).

D₀ ≥ 1,6B.