Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
[ТМ]Laboratorny_praktikum_RIO-2.doc
Скачиваний:
192
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
4.3 Mб
Скачать

Износ и стойкость фрез

В результате периодических динамических и тепловых нагрузок происходит износ зубьев фрез. Характер износа фрез несколько отличен от износа резцов в силу того, что толщина срезаемого слоя при фрезеровании небольшая. В связи с этим износ происходит в основном по задним поверхностям hз (рис. 5.5) и является лимитирующим.

Рис. 5.5. Износ зубьев фрез

Фрезы разного назначения имеют свои места наибольшего износа: угловые фрезы – по уголкам наибольшего диаметра, фасонные фрезы – в местах с наименьшими углами , цилиндрические фрезы – в середине контакта, торцовые сборные фрезы – по вершинам ножей и т. д.

На рис. 5.5 стрелками показаны участки, где происходит наиболее интенсивный износ зубьев фрез. При черновом фрезеровании со сравнительно большими подачами на зуб (SZ > 0,1 мм/зуб) наблюдается также и износ по передней поверхности с образованием лунки износа.

Для всех типов фрез критерием износа служит величина фаски износа hз, находящаяся в пределах 0,3...1,2 мм, в зависимости от условий резания и свойств материалов.

По физической природе износ фрез чаще всего бывает адгезионным и усталостным. При отсутствии корки оксидов на поверхности заготовки попутное фрезерование сопровождается менее интенсивным износом, чем встречное, и поэтому стойкость фрез в 2...4 раза выше.

Кроме постепенного изнашивания зубья фрезы могут выходить из строя из-за их хрупкого и пластического разрушения. Хрупкое разрушение происходит под действием наибольших растягивающих напряжений и является следствием зарождения и развития трещин. При этом различают выкрашивания и сколы. Выкрашивание проявляется в отделении мелких частиц вблизи режущей кромки и обычно связано с поверхностными дефектами инструментального материала, неоднородностью микроструктуры и остаточными напряжениями. Оно мало зависит от угла заострения и может происходить даже при малых подачах на зуб SZ. Режущая способность фрезы с выкрошенными зубьями восстанавливается после ее заточки. Скалывание – отделение крупных объемов зуба, превышающих объем клина в пределах контакта передней поверхности со стружкой, происходит при резании с чрезмерно большими значениями SZ и недостаточными углами , а также малыми пределами выносливости и вязкости материала зубьев.

При возникновении сколов режущая способность фрез не восстанавливается. Наиболее часто хрупкое разрушение бывает у твердосплавных фрез и фрез с зубьями из СТМ. Пластическое разрушение наблюдается при работе быстрорежущими фрезами и характеризуется течением тонких слоев инструментального материала вдоль задней поверхности и опусканием вершины зуба. Оно возникает при чрезмерно высоких скоростях резания и очень высоких температурах.

Допустимая величина износа h3 зависит от свойств материалов заготовки и фрезы, требований к точности обработки и качеству поверхности слоя и находится в пределах h3 = 0,3...1,2 мм. При фрезеровании жаропрочных и титановых сплавов h3 = 0,5 мм.

Стойкость фрез Т изменяется в широких пределах и зависит от свойств обрабатываемого материала, скорости резания, типа и диаметра фрезы, вида обработки (черновая, чистовая). Например, период стойкости торцовых твердосплавных фрез T = 90...240 мин.

Для восстановления режущих свойств фрез применяют заточку их на универсально-заточных станках. Для фрез с многогранными и круглыми неперетачиваемыми пластинами восстановление режущих свойств производится заменой изношенных или сколотых пластин. На рис. 5.6 показаны схемы заточки фрез с затылованными (а) и остроконечными зубьями (б).

Рис. 5.6. Схемы заточки фрез с затылованными (а) и остроконечными зубьями (б)

На эксплутационные показатели фрез большое влияние оказывают условия окончательного формообразования поверхностей их режущих зубьев, которое выполняется затачиванием. Для восстановления режущих свойств применяют шлифовальные круги. Обработке подвергаются передние и задние поверхности зубьев, расположенные как на цилиндре, так и на торце фрезы. Для большинства фрез лимитирующим является изнашивание фрезы по задней поверхности. Это объясняется тем, что фрезы работают в зоне тонких стружек, имеющих толщину не более 0,3 мм (чаще не более 0,1 мм). Допустимый износ устанавливается в пределах, приведенных в табл. 5.2.

Таблица 5.2 – Допустимый износ фрез

Фреза

Материал режущей

части фрезы

Износ  при

обработке стали, мм

Износ  при

обработке чугуна, мм

Цилиндрическая

Быстрорежущие стали Р6МЗ, Р12,

Р6М5

0,4 – 0,6

0,5 – 0,8

Торцовая

1,5 – 2,0

1,5 – 2,0

Трехсторонняя

0,4 – 0,6

0,4 – 0,6

Концевая

0,3 – 0,5

0,3 – 0,5

Цилиндрическая

Твердые сплавы

Т5К10, Т15К6, ВК8

0,5 – 0,6

0,6 – 0,7

Торцовая

1,0 – 1,2

1,5 – 2,0

Трехсторонняя

1,0 – 1,2

1,0 – 1,2

Концевая

0,4 – 0,5

0,3 – 0,5

Число возможных повторных заточек фрез:

, (5.6)

Число периодов стойкости новой фрезы:

, (5.7),

где М – величина допустимого стачивания зуба,

q – величина стачивания зуба при одной заточке,

1 – период стойкости новой фрезы.

Величина допустимого стачивания зуба Мзависит от конструкции фрезы и ее определяют для цельных, сборных и твердосплавных фрез по-разному. Для цельных фрез величинаМзависит от высоты зубаН:

. (5.8)

У цилиндрических сборных фрез ножи за счет их перестановки на шаг рифлений имеют возможность изменять вылет Н в радиальном направлении. У этих фрез величина допускаемого стачивания по цилиндру:

, (5.9),

где L– глубина паза под нож.

Торцовые сборные фрезы снабжаются, как правило, ножами, оснащенными твердосплавными пластинками. Величина допускаемого стачивания у этих инструментов (также как и у других твердосплавных фрез) зависит от размеров твердосплавных пластинок ножей. Для этих фрез величину допустимого стачивания принимают равной:

(по цилиндру) (5.10),

(по торцу) (5.11),

где b и I – соответственно ширина и длина твердосплавной пластинки на ноже.

Величина стачивания при заточке для рассматриваемых конструкций фрез:

(5.12)

где – износ фрезы по задней поверхности (мм);

 – задний угол (главный или вспомогательный);

0,1...0,2 – дополнительно снимаемый слой (мм).

При выполнении лабораторной работы за расчетное значение  следует принимать величину критерия затупления по табл. 5.2.

Порядок выполнения работы

  1. Ознакомиться с конструкцией выданного инструмента (резец, сверло, фреза).

  2. Определить число возможных повторных заточек рассматриваемых инструментов при обработке заготовок из различных видов материалов.

  3. Определить число периодов стойкости нового инструмента.

  4. Определить величину износа режущего инструмента с помощью микроскопа БМИ-1.

  5. Заполнить таблицу 5.3.

Содержание отчёта

  1. Наименование и цель работы.

  2. Инструменты и принадлежности к работе.

  3. Эскизы инструментов с указанием параметров, определяющих число возможных повторных заточек.

  4. Схема измерения величины износа инструмента (на микроскопе БМИ-1)

  5. Таблица с результатами измерений и вычислений.

  6. Вывод.

Таблица 5.3 – Результаты измерений и вычислений.

Тип инструмента

Материал режущей части инструмента

Материал обрабаты-ваемой заготовки

Величина стачивания q при одной заточке, мм

Величина допустимого стачивания М, мм

Число возможных повторных заточек инструмента, n

Число периодов стойкости нового инструмента, N