6. Силы резания и мощность при фрезеровании.

Зная силы, действующие в процессе резания, можно рассчитать и выбрать режущий инструмент и приспособления, определить мощность, затрачиваемую на резание.

Сила резания Р – равнодействующая сил, действующих на режущий инструмент при обработке резанием.

Главная составляющая силы резания Р_z – составляющая силы резания, совпадающая по направлению со скоростью главного движения резания в вершине лезвия.

Касательная составляющая силы резания – главная составляющая силы резания при вращательном главном движении резания.

Осевая составляющая силы резания – Р_х составляющая силы резания, параллельная оси главного вращательного движения резания.

Радиальная составляющая силы резания Р_у – составляющая силы резания, направленная по радиусу главного вращательного движения резания в вершине лезвия.

Наиболее важной из перечисленных сил является главная составляющая. Она влияет на мощность необходимую для осуществления процесса резания. Величина ее зависит от ряда факторов: ширины и толщины среза, свойств обрабатываемого материала, глубины резания и подачи, износа инструмента. Расчет звеньев механизмов главного движения станка производят с учетом главной составляющей силы резания.

Для прямозубой цилиндрической фрезы силу резания Р всех одновременно режущих зубьев фрезы можно разложить на следующие составляющие: главную (касательную) составляющую направленную по касательной к траектории движения точки на лезвии фрезы, и радиальную составляющую направленную по радиусу.

Силу резания Р можно также разложить на две составляющие: горизонтальную P_r и вертикальную P_b.

Главная составляющая оказывает влияние на эффективную мощность резания. Радиальная составляющая силы резания отжимает фрезу от заготовки, изгибает оправку и оказывает давление на подшипники шпинделя станка. Горизонтальная составляющая силы резания воздействует на механизм подачи станка с ее учетом рассчитываю звенья механизма подачи и элементы крепления заготовки в приспособлении. Вертикальная составляющая в зависимости от вида фрезерования (попутное или встречное) стремиться либо оторвать заготовку от стола, либо прижимает ее к столу.

Все составляющие силы резания можно измерить специальными приборами – динамометрами.

Главная составляющая силы резания P_z выражается формулой:

, где

С_р – постоянный коэффициент, зависящий от физико-механических свойств обрабатываемого материала; b – ширина среза, мм; a – толщина среза, мм.

Эффективная мощность N_e – работа необходимая для осуществления процесса резания. Она равна произведению главной составляющей силы резания P_z на скорость резания v (м/мин). Мощность выражают в кВт.

По величине P_z подсчитывают необходимый крутящий момент М_кр (Н*м):

, где

D – диаметр заготовки при точении или инструмента при фрезеровании сверлении зенкеровании нарезании резьбы метчиком.

Крутящий момент в шпинделе М_кр и эффективная мощность N_e связаны между собой соотношением:

, где

n – частота вращения шпинделя, об/мин.

7. Приспособления и оснастка для фрезерных станков.

Приспособления для установки заготовок. Для закрепления заготовок в единичном производстве применяют универсальные приспособления (прихваты, угловые плиты, призмы, машинные тиски и др.).

Прихваты применяют для закрепления заготовок непосредственно на столе или в приспособлении. Все прихваты имеют овальные отверстия или выемки для перемещения прихвата относительно крепежного элемента.

Прижимы – устройства, предназначенные для закрепления заготовок на столе станка или в приспособлении с помощью прихвата.

Также для закрепления заготовок применяют плиты различной формы круглой прямоугольной. Плиты представляют собой выполненный из стали корпус на верхней плоскости которого имеется сетка координатно-фиксирующих отверстий или пазов, выполненных по 7 квалитету. Для установки заготовок в вертикальной плоскости применяют угольники. От плит угольник отличается тем, что сетка отверстий расположена в вертикальной плоскости.

Машинные тиски подразделяют на простые, универсальные и поворотные. Для сокращения времени на установку и закрепления заготовок применяю специальные съемные губки и подкладки. Для более надежного закрепления заготовок используют гидравлические и пневматические тиски.

Прогрессивным направлением механизации заготовок является применение устройств использующих энергию постоянных магнитов. Такие устройства не требуют питания, безотказны в работе, исключают аварийную ситуацию при внезапном отключении электроэнергии, создают значительную силу притяжения при малых размерах.