Инструментальное оснащение технологических процессов металлообрабо

ний угол даже желателен. Пластины с позитивной геометрией получили более широкое распространение при торцовом фрезеровании любых материалов в обрабатывающих центрах и на фрезерных станках с недостаточной мощностью.

Рис.6.12. Различные типы геометрии пластин фрез

Использование пластин с негативно-позитивной геометрией позволяет создать эффективный инструмент, уменьшить силы резания и потребляемую мощность. Такие торцовые фрезы могут обрабатывать различные материалы, обеспечивают хороший стружкоотвод и качество обрабатываемой поверхности.

В табл.6.5 произведено сопоставление марок твердого сплава с износостойкими покрытиями, выпускаемых отечественными и зарубежными изготовителями для фрезерных работ, соответственно в табл.6.6 представлены марки твердых сплавов без покрытия.

Таблица 6 . 5

Марки твёрдых сплавов с покрытием для фрезерных работ

131

Продолжение табл. 6 . 5

132

Продолжение табл. 6 . 5

133

Окончание табл. 6 . 5

6.4. Назначение режимов резания при фрезеровании

Элементы режима резания при торцово-цилиндрическом фрезеровании представлены на рис.6.13.

Рис.6.13. Элементы режима резания при фрезеровании

134

Таблица 6 . 6

Марки твёрдых сплавов без покрытия для фрезерных работ

135

Окончание табл. 6 . 6

Величина подачи Sz (мм/зуб) при черновой обработке ограничивается мощностью станка, жесткостью оборудования и прочностью пластины в зависимости от максимальной толщины стружки

136

аmax (рис. 6.14). Предельные значения аmax зависят от толщины пластины.

При выборе подачи при чистовой обработке необходимо учитывать требования к обрабатываемой поверхности по точности, шероховатости. Качество обрабатываемой поверхности прежде всего зависит от величины радиуса пластины при вершине. При торцовом фрезеровании пластинами с радиусом при вершине, равном 0,4…2,4 мм, обеспечить шероховатость менее Ra 1,25 очень сложно, поэтому следует применять зачистные пластины. Подача на оборот не должна превышать ширину зачистной фаски, что позволит обеспечить шероховатость поверхности Ra = 0,53…1,25. Величина подачи в этом случае составит 0,2…0,3 мм.

В отличие от токарной обработки, где толщина стружки является постоянной и зависит только от подачи и главного угла в плане, при фрезеровании толщина стружки изменяется в течение одного оборота фрезы. Средняя толщина стружки (торцовоцилиндрическое фрезерование при t / D < 0,2) определяется как

ac = Sz t D .

При соотношении t/D > 0,2 средняя толщина стружки определяется по формуле

Величина максимальной толщины стружки аmax зависит от расположения центра фрезы относительно заготовки (см. рис. 6.14). Если центр фрезы находится внутри заготовки

(рис. 6.14, а), то

Sz = amax sin ϕ

При расположении центра фрезы вне заготовки (см. рис. 6.14, б)

Sz = (1 KS ) (amax sin ϕ ),

где KS − коэффициент, зависящий от соотношения t/D [30]:

137

В общем случае величину подачи на зуб можно выбрать по методике, изложенной в каталогах [6 − 38].

Рис.6.14. Максимальная толщина стружки в зависимости от расположения фрезы: а − центр фрезы внутри заготовки; б − центр фрезы вне заготовки

В качестве примера в табл.6.7 даны рекомендации по выбору подач для наиболее распространенных фрез и пластин [2, 17, 38].

Таблица 6 . 7

Величина подачи при фрезеровании

138

Исходными данными при назначении скорости резания при фрезеровании являются:

–величина главного угла в плане ϕ ;

–марка обрабатываемого материала и его твердость;

–марка инструментального материала;

– подача на оборот So = S z × Z, мм/об;

– требуемый период стойкости ТM, мин. Действительная скорость резания

Vc = Vc.o·Kнв·Кт,

где Vc.o − начальная скорость резания определяется в зависимости от обрабатываемого материала, подачи на зуб или максимальной толщины стружки по каталогам [6 − 38];

В качестве примера в табл.6.8 приведены значения начальной скорости резания, удельной силы резания и величины подачи по ISO для группы резания Р10 [30].

Kнв − поправочный коэффициент, учитывающий разницу в твердости обрабатываемого материала и материала используемого при разработке нормативов резания (см. табл.1.13);

Кт − поправочный коэффициент на действительное время контакта зубьев фрезы с заготовкой. Действительное время Т Д кон-

такта зубьев фрезы с заготовкой определится как

Тд = Т·LK/( π·D),

где LK − реальная дуга контакта фрезы с заготовкой; D − диаметр фрезы; Т − период стойкости, мин.

Отношение LK/( π·D), с достаточной для расчета точностью, можно определить графически. Если ширина фрезерования равна диаметру фрезы, то даже в этом случае действительное время контакта зубьев фрезы с заготовкой Тд составит только половину периода стойкости Т, следовательно, износ пластин определяется только значением Тд, которое всегда меньше требуемого периода стойкости.

Коэффициент Кт выбирается, исходя из полученного Тд:

Соответствие между величинами твердости, измеренное различными методами, можно определить (см. табл. 1.14).

139

Удельная сила резания (Н / мм2 ) при фрезеровании:

Kcф = Kc ac−mc ,

где KС − удельная сила резания (табл. 6.8) [6 − 38]; ac − средняя толщина стружки, мм; mc − степенной показатель зависимости удельной силы резания от толщины стружки (табл.6.9).

Таблица 6 . 8

Начальные значения силы и скоростей резания при фрезеровании

Потребная мощность резания определится по формуле

где В − ширина фрезерования, мм; t − глубина фрезерования, мм;

Sмин − минутная подача, равная SZ·n·Z, мм/мин; η − КПД станка (для большинства станков η = 0,8).

Выбор мощности электродвигателя станка

Рассчитанная потребная мощность резания не должна превышать мощности на шпинделе станка Nшп,

N р ≤ Nшп .

140