Технологические методы лезвийной обработки резанием (стр. 4 из 5)
Фрезерование является распространенным видом механической обработки. Фрезерованием в большинстве случаев обрабатываются плоские или фасонные линейчатые поверхности. Фрезерование ведется многолезвийными инструментами – фрезами. Фреза представляет собой тело вращения, у которого режущие зубья расположены на цилиндрической или на торцовой поверхности. В зависимости от этого фрезы соответственно называются цилиндрическими или торцовыми, а само выполняемые ими фрезерование – цилиндрическим или торцовым. Главное движение придается фрезе, движение подачи обычно придается обрабатываемой детали, но может придаваться и инструменту – фрезе. Чаще всего оно является поступательным, но может быть вращательным или сложным.
Процесс фрезерования отличается от других процессов резания тем, что каждый зуб фрезы за один ее оборот находится в работе относительно малый промежуток времени. Большую часть оборота зуб фрезы проходит, не производя резания. Это благоприятно сказывается на стойкости фрез. Другой отличительной особенностью процесса фрезерования является то, что каждый зуб фрезы срезает стружку переменной толщины.
Рис.2.3. Виды фрезерования: а) – против подачи, б) – по подаче, в) – торцовой фрезой, г) – концевой фрезой.
Фрезерование может производиться двумя способами: против подачи и по подаче (рис.2.3). Первое фрезерование называется встречным, а второе – попутным. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки.
Встречное фрезерование является основным. Попутное фрезерование целесообразно вести лишь при обработке заготовок без корки и при обработке материалов, склонных к сильному обработочному упрочнению, так как при фрезеровании против подачи зуб фрезы, врезаясь в материал, довольно значительный путь проходит по сильно наклепанному слою. Износ фрез в этом случае протекает излишне интенсивно.
При работе торцовыми или концевыми фрезами различают симметричное и несимметричное резание. При симметричном резании ось фрезы совпадает с плоскостью симметрии обрабатываемой поверхности, а при несимметричном – не совпадает.
Основными элементами режима резания при фрезеровании являются глубина резания, подача, скорость резания и ширина фрезерования.
Глубиной резания t является толщина слоя металла, срезаемого за один проход. При цилиндрическом фрезеровании она соответствует длине дуги контакта фрезы с обрабатываемым изделием и измеряется в направлении, перпендикулярном оси вращения фрезы, при торцовом – в параллельном.
Под шириной фрезерования В следует понимать ширину обрабатываемой поверхности, измеренную в направлении, параллельном оси вращения цилиндрической или концевой фрезы, а при фрезеровании торцовой фрезой – в перпендикулярном.
Скоростью резания v является окружная скорость режущих лезвий фрезы
, об/мин,где: D – диаметр фрезы, мм; n – частота вращения фрезы, об/мин.
Подачей называется перемещение обрабатываемой заготовки относительно фрезы. При фрезеровании различают три вида подач:
· подача на зуб (sz, мм/зуб) – величина перемещения заготовки за время поворота фрезы на один зуб;
· подача на оборот фрезы (s0, мм/об) – величина перемещения заготовки за время одного оборота фрезы;
· подача в минуту (или минутная подача, sм, мм/мин) – величина перемещения заготовки в минуту
· Эти подачи связаны между собой зависимостью:
где: z – число зубьев фрезы, n – частота вращения, об/мин.
Плавность работы фрезы зависит от глубины резания, диаметра фрезы и числа зубьев. Она определяется величиной угла контакта фрезы с обрабатываемой заготовкой. Углом контакта
называется центральный угол, соответствующий длине дуги соприкосновения фрезы с обрабатываемой заготовкой–деталью (рис. 2.4). 
;
; 
; 
. 
Рис.2.4. Схема расчета: а) – угла контакта фрезы
и б) – максимальной толщины стружки amax.Для обеспечения плавности работы фрезы число одновременно работающих зубьев должно быть не менее двух.
; 
.Толщина среза при фрезеровании переменная, ее величина зависит от подачи на зуб и угла контакта фрезы:
.При расчете режима резания глубина резания t назначается максимально возможной по условиям жесткости технологической системы, ширина фрезерования В определяется размерами обрабатываемой поверхности. Подача на зуб sz выбирается по таблицам справочников в зависимости от вида и размеров применяемого инструмента, мощности станка и свойств обрабатываемого материала.
Скорость резания v рассчитывается с учетом величины выбранных элементов режима резания по формуле:
, м/мин,где: Сv– константа, зависящая от свойств обрабатываемого материла;
D – диаметр фрезы, мм;
Т – стойкость фрезы, которая назначается в пределах от 60 до 400 минут в зависимости от вида и размера фрез, мин;
z – число зубьев фрезы;
Sz – подача на зуб, мм/зуб.
После расчета режима резания определяется главная составляющая силы резания PZ, крутящий момент Mкр и потребляемая на резание мощность N:
, Н. 
, Н.м, 
, кВт. 
Рис.2.5. Схема расчета основного технологического времени при фрезеровании.
Основное технологическое время t0 рассчитывается по формуле:
, мин, 
Величина врезания l1 зависит от диаметра фрезы и глубины резания. Из рис.2.4 видно, что:
,откуда
.Величина перебега l2назначается в зависимости от размеров обрабатываемого изделия и диаметра фрезы.
Заключение
Кинематика процесса резания реализуется в конкретных видах обработки, подразделяемых на лезвийную и абразивную обработку. Лезвийная обработка - обработка резанием, осуществляемая лезвийным инструментом; абразивная обработка - обработка абразивным инструментом, работающим по любой кинематической схеме резания.
Выбор, назначение или расчет режима резания ведется поэлементно в порядке влияния каждого из них на стойкость режущего инструмента: сначала назначается глубина резания, затем подача и после этого рассчитывается скорость резания с учетом принятых величин глубины и подачи.
После расчета режима резания определяется основное технологическое время. Основным технологическим временем называется время, которое затрачивается непосредственно на обработку какой-то поверхности, время — в течение которого режущий инструмент механически перемещается со скоростью подачи.