Работа 4. Расчет режима резания при фрезеровании

Цель работы: Изучить методику назначения режима резания по таблицам нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.

Общие сведения

Фрезерование – один из самых производительных методов обработки. Главное движение (движение резания) при фрезеровании – вращательное; его совершает фреза, движение подачи обычно прямолинейное, его совершает фреза. Фрезерованием можно получить деталь точностью по 6-12 квалитету шероховатостью до Ra = 0,8 мкм. Фрезерование осуществляется при помощи многозубого инструмента – фрезы. Фрезы по виду различают: цилиндрические, торцевые, дисковые, прорезные и отрезные, концевые, фасонные; по конструкции – цельные, составные и сборные.

При торцевом фрезеровании (обработка торцевой фрезой) диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования В, т.е. D = (1,25…1,5)В.

Для обеспечения производительных режимов работы необходимо применять несимметричную схему фрезерования (есть симметричная схема), для чего ось заготовки смещается относительно оси фрезы.

При цилиндрическом фрезеровании различают встречное фрезерование, – когда вектор скорости (направление вращения фрезы) направлен навстречу направлению подачи; и попутное фрезерование, когда вектор скорости и направление подачи направлены в одну сторону. Встречное фрезерование применяют для черновой обработки заготовок с литейной коркой, с большими припусками. Попутное фрезерование применяют для чистовой обработки нежестких, предварительно обработанных заготовок с незначительными припусками.

Глубина резания (фрезерования) t во всех видах фрезерования, за исключением торцевого фрезерования и фрезерования шпонок, представляет собой размер слоя заготовки срезаемой при фрезеровании, измеряемый перпендикулярно оси фрезы. При торцевом фрезеровании и фрезеровании шпонок шпоночными фрезами – измеряют в направлении параллельном оси фрезы.

 При фрезеровании различают подачу на один зуб S_z [мм/зуб] подачу на один оборот фрезы S_о [мм/об] и минутную подачу S_м [мм/мин], которые находятся в следующем соотношении:

S_м= S_о × n = S_z ×z × n, мм/мин,

где n – частота вращения фрезы, мин^-1;

z – число зубьев фрезы.

При черновом фрезеровании назначают подачу на зуб; при чистовом фрезеровании – подачу на один оборот фрезы.

Скорость резания – окружная скорость фрезы, определяется режущими свойствами инструмента. Ее можно рассчитать по эмпирической формуле [2] , [3], или выбрать по таблицам нормативов [4], [7].

Пример. На вертикально-фрезерном станке 6Р12 производится торцевое фрезерование плоской поверхности шириной В = 80 мм, длиной l = 400 мм, припуск на обработку h = 1,8 мм. Обрабатываемый материал серый чугун СЧ30   (НВ 220). Заготовка предварительно обработана. Обработка окончательная, параметр шероховатости обработанной поверхности Ra = 3,2 мкм. Необходимо: выбрать режущий инструмент , назначить режим резания с использованием таблиц нормативов, определить основное (технологическое) время.

Рис. 3. Эскиз обработки

Решение:

1. Выбор инструмента.

Для фрезерования на вертикально-фрезерном станке заготовки из чугуна выбираем торцевую фрезу с пластинками из твердого сплава ВК6 [2] или [3], диаметром D = (1,25…1,5) × В = (1,25…1,5) 80 = 100…120 мм. Принимаем D = 100 мм; z = 10, ГОСТ 9473-88 [2] или [3].

Геометрические параметры фрезы: j = 60°, a = 12°, g = 10°, l = 20°, j₁ = 5°.

Схема установки фрезы – смещенная.

 2. Режим резания.

2.1. Глубина резания.

Заданный припуск на чистовую обработку срезают за один проход, тогда

t = h = 1,8 мм

2.2 Назначение подачи.

 Для получения шероховатости Ra = 6,3 мкм подача на оборот S₀ = 1,0..0,7 мм/об [4].

Тогда подача на зуб фрезы

 мм/зуб.

2.3. Период стойкости фрезы.

Для фрез торцевых диаметром до 110 мм с пластинками из твердого сплава применяют период стойкости

Т = 180 мин [4],

2.4. Скорость резания , допускаемая режущими свойствами инструмента.

При обработке серого чугуна фрезой диаметром до 110 мм, с глубиной резания t до 3,5 мм и подачей до 0,1 мм/зуб.

V = 203 м/мин [4],

С учетом поправочных коэффициентов K_mv = 1; K_nv = 1; при  ;

К_БV = 1; K_jv = 1 [4],

V = V× K_mv× K_nv× К_БV× K_j = 203×1 = 203 м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания

 мин^-1.

Корректируем по паспорту станка

n_ш = 630 мин-1.

Действительная скорость резания

 м/мин.

2.5. Минутная подача S_м = S_z×z×n = 0,1×10×630 = 630 мм/мин. Это совпадает с паспортными данными станка.

3. Мощность, затрачиваемая на резание.

При фрезеровании чугуна с твердостью до НВ229, ширине фрезерования до 85 мм, глубине резания до 1,8 мм, подаче на зуб до 0,13 мм/зуб, минутной подаче до 660 мм/мин

N_p = 3,8 кВт [4],

3.1 Проверка достаточности мощности станка

Мощность на шпинделе станка N_шп = N_д×h

N_д = 7,5 кВт; h = 0,8 (по паспорту станка)

N_шп = 7,5×0,8 = 6 кВт.

Так как N_шп = 6 кВт > N_p = 3,8 кВт, то обработка возможна.

4. Основное время

 , мин

где L = l + l₁.

Для торцового фрезерования фрезой диаметром 100 мм, ширине фрезерования 80 мм

l₁ = 23 мм [4],

 мин.

Порядок выполнения работы: аналогичен предыдущей работе. (см. рис.3)

Содержание и форма отчета:

Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов по заданному варианту. Исходные данные приведены в таблице .

Форма отчета: аналогична предыдущей работе

Таблица. Варианты задания к работе 4.