7 Режимы резания при фрезеровании

1) Глубина резания t, мм, зависит от припуска на обработку и требуемого класса шероховатости обрабатываемой поверхности. Если глубина резания t ≤ 5 мм , то обработку (фрезерование)ведут за один проход. В данном случае глубина резания t = 2 , мм и обработку проведём за один проход.

2) Величину подачи выбирают по справочной литературе в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала, режущего инструмента и требуемого класса шероховатости поверхности.

На фрезерных станках настраивается минутная подача S_M, мм/об, то есть скорость перемещения стола с закреплённой заготовкой относительно фрезы. Элементы срезаемого слоя, а следовательно и физико-механические параметры фрезерования, зависят от подачи на зуб S_Z , то есть перемещение стола с деталью(мм) за время поворота фрезы на один зуб. Шероховатость обработанной поверхности зависит от подачи на один оборот фрезы S₀ , мм/об.

Между этими тремя значениями имеется следующая зависимость

S_M = S_z · z · n = S₀ · n

где n и z – соответственно частота вращения и число зубьев фрезы

Значение подачи S_Z возьмём из справочной литературы: S_Z = 0,12 , мм/зуб

S_max = S_min·φ^z-1

где S_max и S_min – предельные значения подач станка;

φ – знаменатель геометрической прогрессии;

z – число ступеней подач.

Значения S_max , S_min и z указаны в технической характеристике станка.

Знаменатель геометрической прогрессии определяется по формуле

, (22)

С учётом исходных данных знаменатель геометрической прогрессии определяется

Принимаем из стандартного ряда φ = 1,26

S₂=S₁_s=251,26=30

S₃=S₁_s²=25(1,26)²=40;

S₄=S₁_s³=25(1,26)³=50;

S₅=S₁_s⁴=25(1,26)⁴=65

S₆=S₁_s⁵=25(1,26)⁵=80

S₇=S₁_s⁶=25(1,26)⁶=100

S₈=S₁_s⁷=25(1,26)⁷=125;

S₉=S₁_s⁸=25(1,26)⁸=160

S₁₀=S₁_s⁹=25(1,26)⁹=200

S₁₁=S₁_s¹⁰=25(1,26)¹⁰=250

S₁₂=S₁_s¹¹=25(1,26)¹¹=315

S₁₃=S₁_s¹²=25(1,26)¹²=400;

S₁₄=S₁_s¹³=25(1,26)¹³=500;

S₁₅=S₁_s¹⁴=25(1,26)¹⁴=635

S₁₆=S₁_s¹⁵=25(1,26)¹⁵=800

S₁₇=S₁_s¹⁶=25(1,26)¹⁶=1010

S₁₈=S₁_s¹⁷=25(1,26)¹⁷=1270

3) Расчётную скорость резания определим по эмпирической формуле

, м/ мин (23)

где C_V – коэффициент скорости резания, зависящий от материала режущей части инструмента и заготовки и от условий обработки;

T – расчётная стойкость фрезы, мин;

m – показатель относительной стойкости;

X_V, Y_V, U_V, p_V , q_V - соответственно показатели степени влияния глубины резания, подачи, ширины фрезерования, числа зубьев и диаметра фрезы на скорость резания

K_V – поправочный коэффициент на изменённые условия

Значение коэффициента и показателей степени в формуле скорости резания при фрезеровании:

C_V = 53 q_V =0,25 X_V = 0,3; Y_V = 0,2; U_V =0,2; p_V = 0,1 m = 0,2;

n_V = 0,2

Поправочный коэффициент K_V определяется как произведение ряда коэффициентов

K_V = K_Mv·K_nv·K_Uv , (24)

где K_Mv – коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;

K_nv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_Uv – коэффициент, учитывающий инструментальный материал;

K_Mv = C_M = 1

K_nv = 0,8; K_Uv = 1;

Из формулы (22) найдём поправочный коэффициент

K_V = 0,8 · 0,8 · 1 = 0,64

Тогда по формуле (21) найдём расчётную скорость резания

4) Частота вращения шпинделя, об/мин подсчитывается по формуле

, об/мин (25)

где V_p – расчётная скорость резания, м/мин;

D – диаметр фрезы, мм.

Тогда найдём расчётную частоту вращения шпинделя

5) Теперь подсчитаем фактическую частоту вращения n_Ф, ближайшую из паспортных данных станка. Для этого найдём φ_n и определим весь ряд n

, (26)

где n_z и n₁ – максимальное и минимальное значение частоты вращения

n – количество ступеней частоты вращения.

Принимаем из стандартного ряда φ = 1,26

Запишем ряд n - частот вращения станка

n_{1 =}31; n₂ = n₁·φ_n = 31·1,26 = 39,1

n₃=n₁_n²=31(1,26)²=49,22

n₄=n₁_n³=31(1,26)³=62

………………………………

n₁₂=n₁_n¹¹=31(1,26)¹¹=394

n₁₃=n₁_n¹²=31(1,26)¹²= 496,4

............................................... Подробнее

n₁₈=n₁_n¹⁷=31(1,26)¹⁷=1576,4

Таким образом принимаем n_Ф = 993, об/мин

Теперь можно определить фактическую скорость резания V_ф по формуле

, (27)

где D – диаметр фрезы , мм;

n_ф – фактическая частота вращения, об/мин.

Формулы – внимательнее с символами.

6) Определим фактическую подачу на зуб

Минутную подачу подсчитываем по формуле

S_M = S_Z · z · n_ф (28)

Подставив значения в формулу (28) получим

S_M = 0,1·8·993 = 794,4 , мм/мин

Определим значение S_M ближайшее меньшее из паспортных данных станка

S_M = 635 , мм/мин

Определим фактическую подачу на зуб

, (29)

Подставляя в формулу (29) получим

7) Силу резания при фрезеровании определяем по эмпирической формуле

, (30)

где t – глубина фрезерования;

S_Z – фактическая подача, мм/зуб;

z – число зубьев фрезы;

D – диаметр фрезы, мм;

n_Ф – фактическая частота вращения фрезы, об/мин.

Значение коэффициента C_p и показателей степени X_p, Yp, U_p, W_P, q_P следующие : C_p = 825·9,8 =8085; X_p = 1,0; Yp = 0,75; U_p = 1,1; W_P = 0,2; q_P = 1,3;

А = 10, мм ; z = 8; D = 100, мм; n_Ф = 993, об/мин.

Значение поправочного коэффициента K_P при фрезеровании зависит от качества обрабатываемого материала почему

= =0,91

Тогда получаем

8) Определим коэффициент использования полезной мощности станка

, (31)

где N_под – потребная мощность на шпинделе

, кВт (32)

где N_э = эффективная мощность на резание, кВт, определяемая по формуле

, кВт (33)

Подставляя полученные значения в формулу (20) получим

, кВт

Найденную эффективную мощность подставим в формулу (32)

, кВт

Тогда найдём коэффициент использования мощности по формуле (31)

9) Фактическая стойкость инструмента определяется по формуле

, мин (34)

где V_P и T- расчётные значения скорости и стойкости инструмента

Т = 240 мин; V_p = 415 м/мин; V_ф = 312, м/мин

Подставим в формулу (34) численные значения и определим Т_Ф

10) Основное технологическое (машинное) время подсчитывается по формуле

, (35)

где L – расчётная длина обработки;

i – число проходов; i = 1

S_M – фактическая подача мм/мин;

Расчётную длину обработки определим по формуле

L = l+l₁+l₂, (36)

где l – длина обработки; l = 65, мм

l₁ – величина врезания, мм

Величина врезания l₁ определяется по формуле

, (37)

где t – глубина резания, мм

D – диаметр фрезы , мм

B – ширина обрабатываемой поверхности, мм

Величину перебега l₂ примем равной 4 мм;

Находим расчётную длину обработки L:

L = 65+0,3+4 = 69,3 , мм

По формуле (35) вычислим основное технологическое время