79. Технологические параметры обработки при цилиндрическом фрезеровании фрезами с прямыми зубьями. Сечение среза одним зубом. Суммарное сечение зуба.

Для процесса фрезерования характерны следующие особен­ности:

1) каждый зуб фрезы во время работы описывает относи­тельно детали циклоиду. Поэтому стружка срезается в виде запя­той (рис. 12.5), а толщина ее изменяется от нуля до а_тах на выходе зуба из контакта с заготовкой

2) каждый зуб работает с перерывами, периодически врезаясь в деталь. Это обстоятельство имеет как положительную, так и отрицательную стороны. Положительным является то, что зуб, находясь вне зоны контакта с заготовкой, как бы «отды­хает», т. е. охлаждается, а отрицательным — врезание зуба в де­таль происходит с ударом;

3) срезаемая стружка должна свободно размещаться во впадине между зубьями, а поэтому объем стружечной канавки (впадины) между зубьями должен быть больше объема срезаемой стружки.

Скорость резания определяется окружной скоростью перифе­рийной точки вращающейся фрезы

v = (πDn)/1000 м/мин

где D — диаметр фрезы, мм;

п — число оборотов фрезы в минуту.

Для фрез, имеющих рабочие поверхности, расположенные на разных диаметрах, например для фасонных или угловых, за D при определении скорости резания берется наибольший диаметр фрезы.

В отличие от других видов обработки металлов (точения, свер­ления и др.) при фрезеровании, кроме глубины резания t, рассматривают и ширину фрезерования В. Последняя представляет собой размер обработанной поверхности, измеренной в направлении, параллельном оси фрезы. Кроме того, различают три вида подач: подача на зуб S_z (мм/зуб), или подача за поворот фрезы на один зуб; подача на один оборот фрезы S₀ (мм/об) и подача за одну минуту, или минутная подача

S_M (мм/мин).

Между указанными видами подач существует сле­дующая зависимость:

S₀=S_ZZ; S_M=S₀ п =S_ZZ п

где Z — число зубьев фрезы;

п — число оборотов фрезы в минуту, об/мин. Прежде чем приступить к анализу толщины и площади сече­ния среза, необходимо определить значение угла контакта б, т. е. центрального угла, соответствующего дуге контакта фрезы с заготовкой (см. рис. 12.5).

Из треугольника ОВС имеем

Толщина срезаемого слоя а — это расстояние между двумя последовательными положениями траекторий двух смежных зубьев, измеренное по нормали, т. е. в радиальном направлении.

При этом циклоиду принимают за окружность (рис. 12.7). На рис. 12.7, а точка В соответствует моменту выхода первого зуба из зоны контакта с заготовкой; точка Е — то же для второго зуба; б — угол контакта. Примем, что дуга ЕС равна отрезку ЕС. Тогда из треугольника ВСЕ имеем

ВС = а_max = S_z sin δ

В общем случае можем записать, что

а_ψ = S_z sin ψ

где ψ — мгновенный угол контакта, заключенный между верти­калью и радиусом, проведенным в точку контакта вершины зуба фрезы с заготовкой.

Cрединная толщина стружки а_ср равна

Так как срединная толщина среза относится к углу δ/2, можно записать, что

a_сред= s_zsinψ

из тригонометрии известно, что

sin² α/2=(1-cosα)/2

Тогда

Отметим, что срединная толщина среза измеряется на половине

угла контакта δ, т. е. δ/2

Зная ширину среза В и а_тах, определим площадь поперечного среза, снимаемого одним зубом прямозубой фрезы:

f = Ba; f_тах = Ва_тах = BS_Zsinδ

Так как

=

окончательно имеем

Учитывая, что при фрезеровании одновременно работают не­сколько зубьев фрезы, вводится понятие суммарной площади поперечного сечения срезаемого слоя. Для определения ее необ­ходимо знать, сколько зубьев одновременно находится в работе и каков мгновенный угол контакта для каждого зуба.

Количество одновременно работающих зубьев т будет равно

m= δ/η

где η=360⁰/Z центральный угол между двумя соседними

зубьями; Z — число зубьев фрезы.

Полученное значение т после расчета округляется обычно до ближайшего большого целого числа. Значение т будет тем боль­ше, чем больше глубина резания t, число зубьев Z и чем меньше диаметр фрезы.

Мгновенные углы контакта для зубьев 1, 2, 3 (рис. 12.7, б) соответственно будут равны: ψ₁=δ

Ψ₂=δ-η

Ψ₃=δ-2η

и т.д.

Так как для каждого 1-го зуба площадь срезаемого слоя f_i = BS_z sin ψ_i , суммарная площадь сечения среза