1.4. Обоснование и расчет линейных и угловых параметров

режущего инструмента.

В качестве режущего инструмента, используемого на рейсмусовом станке СР-9, возьмем фрезу сборную стальную. Стальная фреза отличается от цельных тем, что она состоит из корпуса, изготавливаемого из обычной инструментальной стали, и пластин, которые в зависимости от обрабатываемого материала могут изготавливаться из легированных инструментальных сталей, быстрорежущих сталей и твердых сплавов. В нашем случае для обработки доски из березы при небольшом объеме производства достаточно использовать пластины из легированной инструментальной стали марок Х6ВФ, 8Х6ВМФ, ХВГ, 9ХС.

Сборные фрезы находят большее и большее применение, т. к. они по сравнению с цельными фрезами обладают большим сроком службы корпуса и более дешевы, поскольку только резец изготавливается из высококачественного материала. Отрицательным явлением является здесь то, что сборные фрезы требуют правильной установки ножей.

Основными линейными и угловыми параметрами режущего инструмента является: диаметр окружности вершин резцов, диаметр корпуса фрезы, длина ножей, их ширина и толщина, а также задний и передний углы резания.

Длину, ширину и толщину ножей выбираем согласно ГОСТ 6567-75: L=30÷1610; В=25÷40; S=3мм.

Рис. 2. Нож

Диаметр фрезы найдем исходя из требуемой шероховатости, а также заданных характеристик станка СР6-9. Выбираем среднюю скорость подачи: V_n=15 м/мин. Количество ножей выбираем Z=2 исходя из условий, что малое количество ножей (Z=1) облегчает установку на один диаметр и уменьшает потребляемое количество мощности. Однако усложняется изготовление такой фрезы и возможность отбалансировать. Большее количество резцов (Z=3) уменьшает шероховатость поверхности при прочих равных условиях, однако значительно усложняется установка ножей на один диаметр и возрастает потребляемая мощность.

На основании приложения 6[1] определяем диаметр фрезы в зависимости от требуемой шероховатости, а также длины волны.

(1.1)

(1.2)

где с — подача на зуб, мм; V_n — скорость подачи, м/мин; n — частота вращения ножевого вала, об/мин; z — количество ножей, шт

мм;

мм.

Из приложения 6[1] диаметр фрезы: D=120 мм. Режущие кромки ножей должны выступать при фрезеровании на 1-1,5 мм из ножевого вала.

Для определения задних углов нужно соблюдать следующие условия:

—задний угол должен обеспечивать зазор между задней поверхностью зуба и поверхностью резания, а также достаточную прочность режущего инструмента.

—передний угол должен минимизировать силы, действующие на переднюю грань резца со стороны стружки.

Из производственной практики при продольно-торцевом фрезеровании древесины задний угол принимают 5-15°, а передний — 30-35°.

1.5. Выбор типового инструмента.

На основании вышеизложенных расчетов и обоснования выбираем типовой инструмент с параметрами:

L=410 мм; В=32 мм; S=3 мм;

α=15°; β=40°; γ=35°;

D=125 мм.

Материал корпуса: сталь 45.

Материал резцов: Х6ВФ.

1.6. Выводы по разделу

В результате выполнения первого раздела были выполнены важные действия, на основании которых далее будут производиться расчеты. А именно, было обосновано выбранное оборудование, а также были подобраны геометрические размеры режущего инструмента.

2. Расчетная часть.

2.1 Расчет и обоснование рациональной скорости подачи.

В данном подразделе требуется определить подачу на резец или скорость подачи при известных: мощности механизма резания и требуемому классу шероховатости. Для решения данной задачи воспользуемся методикой А. Л. Бершадского.

2.1.1. Расчет рациональной скорости подачи из условия потребления всей подводимой мощности.

По формуле (12.8)[1] следует, что

мм (2.1)

Определим величины, входящие в формулу (2.1).

Сила резания, приходящаяся на один резец:

Н (2.2)

Средняя окружная сила резания:

Н (2.3)

где N_дв- мощность двигателя, кВт; V- скорость резания, м/с;

η_пр=η_р.п.∙ η_п.п.=0,94 ∙0,99=0,93

где η_р.п.- кпд ременной передачи, η_р.п=0,94; η_п.п- кпд пары подшипников, η_п.п=0,99

Скорость резания:

м/с (2.4)

где n_дв- частота вращения ножевого вала, мин^-1;

м/с

Н

Шаг зубьев фрезы:

мм (2.5)

Длина дуги контакта:

мм (2.6)

Сила резания, приходящаяся на один резец:

Н

Коэффициент затупления резца а_ρ:

(2.7)

где: Δρ- радиус приращения затупления, мкм; ρ₀- начальный радиус кривизны лезвия, мкм;

По приложению 7[1] для обеспечения шероховатости 16-30 мкм необходимо, чтобы ρ≤20 мкм. Следовательно, Δρ= ρ- ρ₀=18-5=13 мкм.

Кинематический угол встречи:

(2.8.)

Удельная фиктивная сила резания по задней поверхности резца:

Н/мм (2.9)

где ψ – угол перерезания волокон, ψ = θ = 10⁰ ;

Фиктивное среднее давление резания по передней поверхности резца:

На основании формулы 2.1 имеем:

мм

Скорость подачи:

м/мин (2.10)