Рис. IV.6.

obi.i деистрмя сил н. 1!иралм1ь]Г зуб фрезы а - осеьаи си м иаирв-jjen.i от шпинделя; б - оссвзя силл иапр.1влспз к импшделю

Вертикальная составляющая силы рсзаиия Рв, вектором показанная на рнс. IV 4, иллюстрирует ее действия, описанные ранее, в условиях попутного и встречного фрезерования.

При фрезеровании цили1!Дрической фрезой с винтовыми зубьями равнодействующая силы R сос!авляст с осью фрезы острый угол, следовательно, появляется осевая сила Ро, направленная параллельно оси фрезы (рис iV.5, а). В зависимости от направления винтовых зубьев фрезы меняется и направление силы Ро. Для создания более благоприятных условий фрезерования целесообразно применять фрезу с таким направлением зуба, чтобы сила Ро была направлена к шпинделю <рис. 3V.5, б); в противном случае осевая сила будет стремиться ьытянуть фрезу с оправкой из посадочного копусн(уГО отверстия шпинделя.

Для того чтобы уравновесить действия осевых сил, иногда прибегают к использованию набора из двух фрез с правым и левым направлениями винтовых канавок между лезвиями.

llpn фрезеровании торцевыми фрезами действутот те же силы, что и при фрезе-,жжании цилиидричегкими.

Значение главной составляющей силы резания - окружной силы Рок - определяется по эмпирической, т. е. пайдеииой опытным путем, формуле

(12)

где Ср - постояиитлй коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала, типа фрезы и ее геометрии; Хр, ур и др- показатели степени, также зависящие от мехаштческих характеристик обрабатываемого материала, типа и геометрии фрезы. Значения Ср, Хр, Ур и qp приводятся в справочниках но выбору параметрсв режимов резания

Соответственно значениям действующих сил резания выбирают фрезу, от1равку,

способ закрепления затотовки, жесткость и мощность станка.

Зиаченпс 01делы!ых составляющих силы резания можно определить, зная Рок-1 При встречном фрезеровании цилиндрическими, дисковыми, фасониьиии и

работающими периферией концевыми фрезами:

Рг ~ (1,0 1,2) Рои; Ре = (0,2--0,3) Рок; Рр я; (0,350,4) Рон.

2. При попутном фрезеровании-

Рг (0,8 -f- 0,9) Рок; Рв (0,75 0,8) Ро 1 Рр (0,35-0,4) Рок,

3, При фрезеровании торцевыми фрезами и работающими торцом копцевшии фрезами:

Рр = (0,4 0,5) Ро ; Рв (0,85 - 0,95) Рок!

Рр я; (0,5-0,55) Ро .

Осевая составляющая силы резания Ро для фрез с винтовыми зубьями иаходится из соотношения

Ро = 0.28Рок tg ш, (13)

Г1Хг ш - угол наклона винтовой канавки. 70

Для приближенных расчетов иногда пользуются значениями давления р, под которым принято понимать силу резания, приходящуюся на единицу поперечного сечения площади срезаемого слоя. Давление зависит не только от механических свойств обрабатываемого материала, но и от наибольшей толщины стружки. Для более тонких стружек давление при прочих равных условиях увеличивается и уменьшается для стружек большей толщины.

В табл. IV. 1 даны значения давления резания для стали и чугуна с различными пределами прочности при растяжении Ов в зависимости от наибольшей толщины срезаемого слоя Qmax. вычисленной по формуле (9).

Определив по табл. IV. 1 давление, можно приближенно рассчитать окружную силу резаиия

Рок pFcp (14)

Мощность, расходуемая при фрезеровании. Окружная сила резаиия Рок создает крутящий момент на шпинделе стайка (кг-мм)

Мко = Рон£/2, (15)

где D - диаметр инструмента, мм. Мощность, расходуемая на срезание стружки, называется аффективной мощностью. Она равна произведению окружной силы резания Рок на скорость резания v. Мощность обычно выражается в киловаттах (кВт). Для определения мощности, расходуемой на фрезерование, пользуются следующей формулой:

Лрез = >окУ/(60-102). (16)

Зная крутящий момент Мир фрезы и частоту ее вращения, можно определить мощность

Лрез = Л1кр /974 ООО. (17)

В целях обеспечения эффективной мощности иа шпинделе необходимо, чтобы электродвигатель станка обладал большей мощно-сгью, так как часть ее расходуется на трение в подшипниках, зубчатых передачах, направляющих и др.

Потери на трение характеризуются коэффициентом полезного действия станка т). Для фрезерных етанков общего назначения =

о Ко

а. I о о о

Н С!

S >. S £

= O,7,.j.0,85. Таким обр)азом, на полезную работу, т. е. на работу фрезерован.я рягх-1дуется 75-85 % мощности электродвигателя.

Для определения эффективной мощности /Vpea, которую молено использовать иа резание, следует мощность электродвигателя Лэд умножить на КПД станка, т. е.

= 11Лад. (18)

Для расчета потребной мощности электродвигателя станка Лздпо эффективной мощности необходимо эффективную мощность N-pea разделить на КПД станка, т. е.

Равномерность фрезерования. Площадь поперечного сечения стружки при фре-зсроваиин непостоянна. Она изменяется от значения, близкого к нулю, до некоторого максимума. Соотественно этому в таких же пределах меняется CM.iia резания. Это. в свою очередь, вызывает неравномерность нагрузки, проявляющуюся ь виде вибраций и толчков TaKiie явления в процессе фрезерования разрушают режущие лезвия инструмента, способны расстроить станок и снизить срок его службы Особенно резкие колебания силы резания наблюдаются при работе прямозубыми фрезами Значительно более равномерным являеюя фрезерование фреэ>-ми с винтовыми зубьями В особых условиях фрезерование такими фрезами можно вести с постояп-HOii площадью с\,\мириого сечения среза, i. е. при отсутствии колебаний силы резания Такое ф[ cj, поватие называется равномерным

Условие равномерною фрезерования фрезами со спиральными зубьякп можно кратко выразить так; для равиомерното фрезерования ширина фрезерования В должна быть равна осевому шагу фрезы или кратна ему (в целых числах) Это выражается формулой

В = KiD ctg ю/2, (20)

где Л = 1, , 3 и т. д., W - угол наклона винтового зуба фрезы. При угле (и = = 20 ctg № = 2,75; при w = 40 ctg ш = при со = 30° ctg ш = 1,73; при си = = 45 cig 0) = !. Для заготовок различной ширины условие равномерного фрезерования не всегда Л!оже1 быть выполнено В этих обстоятельствах, если принять К=2 пли /( = 3, неравномерность становится относи!ельио небольшой- изменения силы резания пе превышают 20%, что допустимо.

V.S. Износ и стойкость фрез. Скорость резания

В процессе срезания материала с обрабатываемой заготовки на поверхностях зуСьев фрезы возникает трение На передней поверхности зуба оно является следствием скользятцей по ней стружки, иа зад.тей - результатом подвил4Ного упруi ого контакта с обрабатываемым материалом. Чем большее значение приобретают силы резания, отнесенные к едннитте работающих поверхностей зуба фрезы, н чем больше затрачеиная при этом мощность, т. е. в данном случае путь в единитту времени - скоро ть тем более значительны последствия, проявляющиеся в виде износи по передней и задней поверхности.

Износ измеряется шириной фаски нзтюса Лд рис. IV.6, а). Существует некоторое оптимальное (по условиям экономической целесообразности) -шачепие /tj.u, по достижении которого дальнейшая работа должна быть прекращена и фреза направлена в переточку. Это значение соответствует нормативному изиосу (орд)шата точки В на рис. IV 6, б). В табл. !V.2 приведены значения нормативного (оптимального) износа для разных фрез в зависимости от режущих материалов, которы,\1н они оснащены

Наряду с критерием износа по задней поверхности (фаска Лц.и, существует OU.CHK.1 !гт1тоса по нарушению размера, определяющего положение обработанной noiiepxHOCTH от технологических баз, т. е. по точности вьиюлнения изделия. Такой изно. носит название размерного износа. При точных работах в первую очередь неосходпмо учитывать изменение формы и размера фрезы, а потому нельзя допускать использования инструмента до появления максимально допустимого износа Лз. в-Кроме износа фрезы на точность размеров изделия оказынаи влияние упругая деформация в системе СПИД, которая зиа.ит(льно возрастает с увеличением износа