10.3. Элементы режима резания и срезаемого слоя при фрезеровании

а)б)

Рис. 10.8. Схемы фрезерования: а) встречного; б) попутного

Скорость резания (окружная скорость фрезы), м/мин, при фрезеровании определяется по зависимости:

(10.2)

где D– наружный диаметр фрезы ,мм;n– частота вращения фрезы, мин^-1,В–ширина фрезерования, Z – число зубьев фрезы.

Подача. При фрезеровании различают три вида подачи.Минутная подача s_м – величина относительного перемещения фрезы и заготовки за 1 мин (мм/мин).

Подача на один оборот фрезы s_о, мм/об, – величина относительного перемещения фрезы и заготовки за один оборот фрезы:

. (10.3)

Подача на один зуб фрезы s_z, мм/зуб, – величина относительного перемещения фрезы и заготовки при повороте фрезы за один угловой шаг:

. (10.4)

На практике обычно применяются все виды подач, причем подача на зуб характеризует интенсивность нагрузки зуба, а следовательно, и стойкость фрезы.

Глубина резания t(мм) при фрезеровании – величина срезаемого слоя металла, измеренная перпендикулярно к обработанной поверхности (см. рис. 10.5 и 10.6).

Угол контакта фрезы– центральный угол, соответствующий дуге соприкосновения фрезы с заготовкой. Из геометрических соотношений следует, что для цилиндрических, дисковых и концевых фрез

(10.5)

Рис. 10.9. Элементы резания при работе цилиндрической фрезы с прямыми зубьями: а) для одного зуба; б) для нескольких зубьев, находящихся в контакте

Из формулы (10.5) следует, что с увеличением глубины резания t угол контактарастет, а с увеличением диаметра фрезыD– уменьшается.

Толщина срезаемого слоя а– переменная величина: в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой толщина среза будет наименьшая, а при выходе зуба из контакта – наибольшая (см. рис. 10.7,аиб):

(10.6)

следовательно,

(10.7)

Ширина фрезерования В – ширина обрабатываемой поверхности в направлении, параллельном оси фрезы.

Ширина среза b– длина соприкосновения режущей кромки зуба с обрабатываемой заготовкой. Для прямозубой фрезы ширина среза равна ширине фрезерования, т.е.b = B.

Площадь поперечного сечения среза f_z, мм², для одного зуба прямозубой фрезы в данный момент определяется по формуле (см. рис. 10.7)

. (10.8)

Площадь поперечного сечения среза для нескольких одновременно работающих зубьев. При участии в контакте нескольких зубьев прямозубой фрезы (см. рис. 15.3,б) суммарная площадь поперечного сечения среза, мм²,

(10.9)

где;;; …,

откуда

(10.10)

10.4. Сила резания и мощность фрезерования

При обработке деталей фрезой со спиральными зубьями так же, как и при точении, на инструмент и заготовку действует сила R₁, которая как диагональ параллелепипеда раскладывается на три взаимно перпендикулярные составляющие силыP_z, P_y и P_x (рис. 10.10).

Силу R₁ можно разложить и на горизонтальнуюР_нивертикальнуюР_vсоставляющие (рис.10.10,а). У фрез с винтовыми зубьями в осевом направлении действует еще осевая силаР_x(см. рис. 10.10,б). Из схемы следует, чтоР_x =P_z tg.

а)б)в)

Рис. 10.10. Силы резания при работе цилиндрической фрезой: а) силы P_z и Р_у; б) силы Р_x и P_z; в) силы P_N и Т

При проведении исследований у фрез с винтовыми зубьями, помимо нормальной силы Р_N, вдоль зуба действует еще сила тренияТ(см. рис. 10.10,в), производящая дополнительное осаживание стружки по направлению зуба фрезы. Для определения мошности фрезерования применяют обобщенную формулу

. (10.11)

Рекомендуемые периоды стойкости для цилиндрических фрез из быстрорежущей стали Т = 120…180 мин, а для цилиндрических твердосплавных фрезТ =180 мин, для торцовых фрез из быстрорежущей сталиТ = 120…240 мин, для торцовых твердосплавных фрезТ= 120…420 мин.