WYBÓR TRYBU SKRAWANIA PODCZAS FREZOWANIA

§ 78. WARUNKI OKREŚLAJĄCE WYBÓR TRYBU CIĘCIA

Koncepcja najkorzystniejszego trybu cięcia

Najkorzystniejszy tryb skrawania należy rozważyć pracując na frezarce, w której najskuteczniej łączy się prędkość skrawania, posuw i głębokość skrawanej warstwy, zapewniając w danych określonych warunkach (tj. przy uwzględnieniu najlepszego wykorzystania narzędzia skrawania) właściwości narzędzia, możliwości szybkościowe i mocowe maszyny) najwyższą wydajność pracy i najniższy koszt operacji przy zachowaniu określonych warunków technicznych dotyczących dokładności i czystości obróbki.
Instytut Badań Pracy Państwowego Komitetu Rady Ministrów ZSRR ds. Pracy i Płac, przy udziale czołowych krajowych naukowców, biorąc pod uwagę praktyczne zastosowanie w warunkach produkcyjnych, tryby skrawania do frezowania narzędziami wykonanymi ze stali szybkotnącej i twarde stopy. Mogą służyć jako dane wejściowe przy przypisywaniu prędkości skrawania i posuwów minutowych.
Normy te są dostępne w każdym zakładzie i służą jako wytyczne dotyczące rozwoju procesów i schematów operacyjnych, takich jak te pokazane na stronach 204-205. Jednak podane w nich prędkości skrawania i posuwy minutowe nie są maksymalne i w niektórych przypadkach mogą zostać przekroczone przez frezerów, jeśli używają bardziej produktywnych narzędzi lub pracują na mocniejszych i sztywniejszych maszynach.
Z drugiej strony młodzi, czyli początkujący i ci, którzy nie mają wystarczającego doświadczenia, frezerzy nie zawsze mogą pracować w ekstremalnych warunkach skrawania, dlatego w „Poradniku Młodego Operatora Frezarki” podane są dla nich mniej surowe warunki skrawania, od których zaczyna się konieczne, w miarę zaawansowanych treningów przejdź do trudniejszych.
Aby samodzielnie wprowadzić nowe mody należy znać kolejność i kolejność ustanawiania modów frezowania.

Materiał frezu

Decydującym czynnikiem decydującym o poziomie trybu cięcia jest materiał części tnącej frezu. Jak wspomniano powyżej, zastosowanie frezów z płytkami węglikowymi pozwala na pracę z dużymi prędkościami skrawania i dużymi posuwami w porównaniu do frezów wykonanych ze stali szybkotnącej; Jak zobaczymy później, frezy węglikowe pozwalają zwiększyć produktywność od dwóch do trzech razy w porównaniu do frezów wysokoobrotowych. Dlatego zaleca się stosowanie frezów węglikowych do prawie wszystkich rodzajów frezowania; przeszkodą w ich zastosowaniu może być niewystarczająca moc sprzętu lub specyficzne właściwości materiału obrabianego przedmiotu.
Jednak w wielu przypadkach zastosowanie stali węglowych, narzędziowych i szybkotnących na część skrawającą frezów jest racjonalne, zwłaszcza gdy ważniejsza jest czystość obrabianej powierzchni i dokładność uzyskanej powierzchni części niż szybkość pracy.

Parametry geometryczne części skrawającej

Równie ważnym czynnikiem wpływającym na wybór trybów skrawania są parametry geometryczne części tnącej frezu (kąty skrawania, wymiary i kształt zęba), co często nazywane jest geometria frezu. Wcześniej w § 7 rozważano znaczenie i wpływ każdego z elementów geometrii zęba frezu podczas procesu skrawania; W tym miejscu rozważymy zalecane parametry geometryczne części tnącej frezów wykonanych ze stali szybkotnącej R18 i z płytkami węglikowymi.
W tabeli Na rysunkach 35 i 36 przedstawiono zalecane wartości parametrów geometrycznych frezów walcowych, czołowych, tarczowych, skrawających, czołowych i kształtowych wykonanych ze stali szybkotnącej.

Tabela 35

Parametry geometryczne części tnącej frezów wykonanych ze stali szybkotnącej P18

I. Narożniki przednie

II. Tylne rogi

III. Kąty krawędzi wiodących i przejściowych

Notatki 1. W przypadku frezów cylindrycznych o kącie nachylenia zębów większym niż 30° kąt natarcia γ przy obróbce stali σ b jest mniejszy niż 60 kg/mm 2 przyjmuje się jako równe 15°.
2. W przypadku frezów kształtowych o kącie natarcia większym niż 0° przy obróbce precyzyjnych profili konieczna jest korekta konturu.
3. Przy obróbce stali żaroodpornych frezami walcowo-czołowymi należy przyjmować górne wartości kątów natarcia, a w przypadku frezów walcowo-czołowych wartości dolne i środkowe.
4. Podczas ostrzenia pozostawić na tylnej powierzchni noży okrągły pasek szlifierski o szerokości nie większej niż 0,1. mm. Zęby frezów szczelinowych (szczelinowych) i tnących (piły tarczowe) są ostrzone bez pozostawiania paska.

W tabeli 37 - 40 pokazują zalecane wartości kątów przedniego i tylnego, kąta głównego, pomocniczego i przejściowego w planie, kąty nachylenia krawędzi skrawającej i rowków śrubowych, promień wierzchołkowy czoła, frezowanie cylindryczne, końcowe i tarczowe frezy z płytkami z węglików spiekanych.
Frezy używane do obróbki większości detali są zwykle dostarczane przez fabryki narzędzi o parametrach geometrycznych odpowiadających GOST, a frezer, w przeciwieństwie do tokarza i strugarki, jest prawie niemożliwy do zmiany kątów cięcia noży poprzez ostrzenie. W rezultacie te podane w tabeli. 35 - 40 parametrów geometrycznych części skrawającej frezów pomoże frezarzowi w prawidłowym doborze frezu odpowiedniego do danej obróbki spośród standardowych frezów dostępnych w magazynie narzędziowym warsztatu szkoleniowo-produkcyjnego. Jednak głównym celem tych tabel jest przedstawienie zaleceń w przypadku, gdy operator frezarki będzie chciał zamówić z działu narzędziowego frezy standardowe lub specjalne o optymalnych parametrach geometrycznych dla danej obróbki.

Tabela 37

Parametry geometryczne części skrawającej frezów palcowych z płytkami węglikowymi

Notatka: Małe kąty przystawienia φ = 15 - 30° należy stosować przy obróbce na maszynach sztywnych przy przejściach zgrubnych o małych głębokościach skrawania lub przejściach wykańczających przy małych wymaganiach dotyczących czystości i dokładności obrabianej powierzchni.

Tabela 38

Parametry geometryczne części skrawającej frezów walcowych z wkładkami śrubowymi wykonanymi z twardego stopu

Notatka: Na tylnej powierzchni zęba wzdłuż krawędzi tnącej dozwolona jest wstęga o szerokości nie większej niż 0,1 mm.

Tabela 39

Parametry geometryczne części skrawającej frezów palcowych z płytkami węglikowymi przy obróbce stali konstrukcyjnych węglowych i stopowych

* Przy małej sztywności układu maszyna – uchwyt – narzędzie – przedmiot obrabiany i przy dużych przekrojach wiórów ( W więcej D; T więcej niż 0,5 D), jak również podczas pracy przy niskich prędkościach skrawania przy niewystarczających obrotach wrzeciona ( w mniej niż 100 m/min) kątowi czołowemu γ przypisuje się wartość dodatnią + od 0 do +8°.
** Większe wartości dla stali miękkich, mniejsze wartości dla stali twardych.

Szerokość i głębokość frezowania

Szerokość frezowania określone na rysunku części. W przypadku obróbki kilku detali mocowanych równolegle w jednym urządzeniu mocującym szerokość frezowania jest równa szerokości wszystkich detali. W przypadku obróbki zestawami frezów szerokość frezowania jest równa całkowitej szerokości wszystkich współpracujących powierzchni.
Głębokość frezowania(głębokość cięcia, grubość ciętej warstwy) podawana jest jako odległość pomiędzy powierzchniami obrobionymi i obrobionymi. Aby skrócić czas obróbki zaleca się wykonanie frezowania w jednym przejściu. Przy podwyższonych wymaganiach dotyczących dokładności i czystości obrabianej powierzchni frezowanie odbywa się w dwóch przejściach - zgrubnym i wykańczającym. W niektórych przypadkach przy usuwaniu dużych naddatków lub przy frezowaniu na maszynach o niewystarczającej mocy możliwa jest obróbka w dwóch przejściach zgrubnych.

Tabela 40

Parametry geometryczne części tnącej frezów tarczowych z płytkami węglikowymi

Przy frezowaniu odkuwek stalowych, odlewów staliwnych i żeliwnych pokrytych zgorzeliną, skorupą odlewniczą lub zanieczyszczonych piaskiem formierskim głębokość frezowania powinna być większa niż grubość warstwy zanieczyszczonej, tak aby zęby frezu nie pozostawiały na obrobionej powierzchni zgrubień , ponieważ ślizganie się po skorupie ma negatywny wpływ na frez, przyspieszając zużycie krawędzi skrawającej.
W przypadku najczęściej spotykanych przypadków frezowania zaleca się obróbkę zgrubną stali na głębokości skrawania 3-5 mm oraz do odlewów staliwnych i żeliwnych – o głębokości skrawania 5-7 mm. Do frezowania wykańczającego należy przyjąć głębokość skrawania 0,5-1,0 mm.

Średnica frezu

Średnicę frezu dobiera się głównie w zależności od szerokości frezowania W i głębokości cięcia T. W tabeli 41 pokazuje dane dotyczące wyboru frezów cylindrycznych, tabela. 42 - frezy trzpieniowe i stołowe. 43 - przecinarki tarczowe.

* Używaj prefabrykowanych frezów kompozytowych zgodnie z GOST 1979-52.

Rozważmy wpływ średnicy frezu na wydajność frezowania.
Średnica frezu cylindrycznego wpływa na grubość cięcia: im większa jest średnica frezu D im cieńsze jest cięcie; z tym samym pokarmem S głębokość zęba i frezowania T.
Na ryc. 327 przedstawia cięcie uzyskane przy tej samej głębokości frezowania T i poddanie się S zębów, ale o różnych średnicach frezów. Cięcie uzyskane przy większej średnicy frezu (ryc. 327, a) ma mniejszą grubość niż cięcie mniejszą; średnica frezu (ryc. 327, b).

Ponieważ nacisk właściwy wzrasta wraz ze zmniejszaniem się grubości ciętej warstwy A Naiba (patrz tabela 38), bardziej opłaca się pracować z grubszymi przekrojami, czyli przy zachowaniu wszystkich pozostałych parametrów, przy mniejszej średnicy frezu.
Średnica frezu wpływa na odległość, jaką frez musi pokonać w jednym przejściu.
Na ryc. 328 pokazuje drogę, którą musi przebyć frez podczas obróbki części długości L; na ryc. 329 - droga, jaką musi pokonać frez czołowy podczas asymetrycznego frezowania przedmiotu o określonej długości L; na ryc. 330 - droga, którą musi pokonać krajarka do ciasta podczas symetrycznego frezowania przedmiotu o określonej długości L.

Rozmiar wlotu l(ścieżka cięcia):
podczas pracy z frezami cylindrycznymi, tarczowymi, tnącymi i kształtowymi zależy od średnicy frezu D głębokości frezowania T i wyraża się wzorem

przy pracy z frezami czołowymi i walcowo-czołowymi do frezowania asymetrycznego, zależy od średnicy frezu D szerokość frezowania W i wyraża się wzorem

przy pracy z frezami czołowymi do frezowania symetrycznego, zależy od średnicy frezu D szerokość frezowania W i wyraża się wzorem

Wartość przekroczenia l 1 jest wybierany w zależności od średnicy frezu w zakresie 2-5 mm.
Dlatego też, aby zmniejszyć drogę skrawania i wybieg frezu, czyli zmniejszyć prędkość obrotową maszyny na biegu jałowym, zaleca się dobór frezu o mniejszej średnicy.
Na końcu książki, w załącznikach 2 i 3, podano tabele wartości dróg dosuwu i wybiegu frezów.
Średnica frezu wpływa na wartość moment obrotowy: im mniejsza średnica frezu, tym mniejszy moment obrotowy należy przekazać na wrzeciono maszyny.
Dlatego właściwszy wydaje się wybór frezu o mniejszej średnicy. Jednak wraz ze zmniejszeniem średnicy frezu należy wybrać cieńszy, czyli mniej sztywny trzpień frezujący, dlatego konieczne jest zmniejszenie obciążenia trzpienia, czyli zmniejszenie przekroju wycinanej warstwy .

Okres pełnienia obowiązków

Karmić o godz obróbka zgrubna zależy od obrabianego materiału, materiału części tnącej frezu, mocy napędowej maszyny, sztywności układu maszyna – mocowanie – narzędzie – część, wymiarów obróbki i kątów ostrzenia frezu.
Karmić o godz wykończeniowy zależy od klasy czystości powierzchni wskazanej na rysunku części.
Główną wartością początkową przy wyborze posuwu do frezowania zgrubnego jest posuw S ząb.
Do frezów czołowych, możliwość wyboru posuwu S Ząb posiada sposób osadzania frezu względem przedmiotu obrabianego, który określa kąt styku zęba frezu z przedmiotem obrabianym oraz grubość wycinanych wiórów przy wejściu i wyjściu zęba frezu z przedmiotu obrabianego. Ustalono, że w przypadku frezu węglikowego najkorzystniejsze warunki wcięcia zęba w przedmiot obrabiany uzyskuje się, gdy frez jest ustawiony względem przedmiotu obrabianego, jak na rys. 324, in, tj. gdy frez jest przesunięty względem przedmiotu obrabianego o pewną wartość Z = (0,03 - 0,05)D. To przesunięcie osi frezu umożliwia zwiększenie posuwu na ząb w stosunku do posuwu podczas frezowania symetrycznego (ryc. 324, a) żeliwa i stali dwukrotnie lub więcej.
W tabeli 44 pokazuje zalecane posuwy dla frezowania zgrubnego przy użyciu frezów palcowych z węglików spiekanych dla tych dwóch przypadków.

Notatki 1. Podane wartości posuwów zgrubnych są obliczone dla pracy frezami standardowymi. Przy pracy frezami niestandardowymi o zwiększonej liczbie zębów należy zmniejszyć wartości posuwu o 15 - 25%.
2. W początkowym okresie eksploatacji frezu, aż do zużycia wynoszącego 0,2-0,3 mm, czystość obrobionej powierzchni podczas dokładnego frezowania zmniejsza się o około jedną klasę.

Notatka. Większych posuwów należy używać dla mniejszych głębokości skrawania i szerokości obróbki, mniejszych posuwów dla większych głębokości i szerokości obróbki.

Notatka. Posuwy podawane są dla sztywnego układu maszyna – uchwyt – narzędzie – część.

Podczas frezowania czołowego frezami z węglików spiekanych na prędkość posuwu wpływa także kąt przytarcia φ. Pożywienie podane w tabeli. 44, przeznaczony do frezów o φ = 60 - 45°. Zmniejszenie kąta natarcia φ do 30° pozwala na zwiększenie posuwu 1,5-krotnie, zaś zwiększenie kąta φ do 90° wymaga zmniejszenia posuwu o 30%.
Posuwy przy wykańczaniu frezami węglikowymi podano w tabeli. 44, podane są na jeden obrót frezu, gdyż posuwy na ząb są za małe. Pasze podaje się w zależności od klasy czystości obrabianej powierzchni zgodnie z GOST 2789-59.
W tabeli 45 przedstawiono zalecane posuwy na ząb frezu przy frezowaniu zgrubnym płaszczyzn frezami trójstronnymi cylindrycznymi, czołowymi i tarczowymi wykonanymi ze stali szybkotnącej P18.
W tabeli 46 przedstawiono posuwy przy frezowaniu wykańczającym płaszczyzn frezami cylindrycznymi wykonanymi ze stali szybkotnącej P18 oraz w tabeli. 47 - do wykańczającego frezowania płaszczyzn frezami czołowymi i tarczowymi trójstronnymi wykonanymi ze stali szybkotnącej P18. Ze względu na niskie posuwy na ząb frezu uzyskiwane podczas frezowania wykańczającego, w tabeli. Rys. 46 i 47 przedstawiają posuwy na obrót frezu.
Należy pamiętać, że praca z kanałami wskazanymi w tabeli. 44-47, czyni to niezbędnym warunkiem wystąpienia minimalnego bicia zębów frezu (patrz tabela 50).

Notatka. Posuwy podawane są dla układu sztywnego maszyna – uchwyt – narzędzie – przedmiot przy obróbce frezami z pomocniczym kątem przystawienia φ 1 = 2°; dla frezów o φ 1 = 0 posuwy można zwiększyć o 50 - 80%.

DO Kategoria:

Prace frezarskie

Wybór racjonalnych trybów frezowania

Wybór racjonalnego trybu frezowania na danej maszynie powoduje, że dla danych warunków obróbki (materiał i gatunek przedmiotu obrabianego, jego profil i wymiary, naddatek na obróbkę) należy dobrać optymalny rodzaj i wielkość frezu, gatunek materiału i geometryczne części tnącej freza, płynu smarującego i chłodzącego oraz przypisać optymalne wartości następującym parametrom trybu skrawania: B, t, sz. v, p, Ne, Tm.

Z wzoru (32) wynika, że ​​parametry B, t, sz i v mają taki sam wpływ na produktywność frezowania objętościowego, gdyż każdy z nich jest uwzględniony we wzorze w pierwszym stopniu. Oznacza to, że jeśli którykolwiek z nich zostanie zwiększony na przykład dwukrotnie (przy pozostałych parametrach bez zmian), wydajność wolumetryczna również się podwoi. Jednakże parametry te nie mają takiego samego wpływu na trwałość narzędzia (patrz § 58). Dlatego biorąc pod uwagę trwałość narzędzia, bardziej opłaca się przede wszystkim wybrać maksymalne dopuszczalne wartości tych parametrów, które w mniejszym stopniu wpływają na trwałość narzędzia, czyli w następującej kolejności: głębokość skrawania, posuw na ząb i prędkość skrawania. Dlatego dobór tych parametrów trybu skrawania podczas frezowania na tej maszynie należy rozpoczynać w tej samej kolejności, a mianowicie:

1. Głębokość skrawania ustala się w zależności od naddatku na obróbkę, wymagań dotyczących chropowatości powierzchni i mocy maszyny. Wskazane jest usunięcie naddatku na obróbkę w jednym przejściu, biorąc pod uwagę moc maszyny. Zazwyczaj głębokość skrawania podczas frezowania zgrubnego nie przekracza 4-5 mm. Podczas frezowania zgrubnego za pomocą frezów palcowych (głowic) z węglików spiekanych na wydajnych frezarkach może osiągnąć 20-25 mm lub więcej. Po zakończeniu frezowania głębokość skrawania nie przekracza 1-2 mm.

2. Przypisuje się maksymalną paszę dozwoloną w warunkach przetwarzania. Przy ustalaniu maksymalnych dopuszczalnych posuwów należy stosować posuwy na ząb bliskie „złamaniu”.

Ostatni wzór wyraża zależność posuwu na ząb od głębokości frezowania i średnicy frezu. Wartość maksymalnej grubości cięcia, czyli wartość stałego współczynnika Ic we wzorze (21), zależy od właściwości fizyko-mechanicznych obrabianego materiału (dla danego typu i konstrukcji frezu). Wartości maksymalnych dopuszczalnych posuwów są ograniczone różnymi czynnikami:

a) podczas obróbki zgrubnej - sztywność i odporność narzędzia na wibracje (przy wystarczającej sztywności i odporności maszyny na wibracje), sztywność przedmiotu obrabianego i wytrzymałość części tnącej narzędzia, na przykład ząb tnący, niewystarczająca objętość rowków wiórowych np. do frezów tarczowych itp. Zatem posuw na ząb przy frezowaniu zgrubnym stali frezami cylindrycznymi z nożami wkładkowymi i dużymi zębami dobierany jest w zakresie 0,1-0,4 mm/ząb oraz przy obróbce żeliwa do 0,5 mm/ząb;

b) podczas obróbki wykańczającej - chropowatość powierzchni, dokładność wymiarowa, stan warstwy wierzchniej itp. Przy wykańczającym frezowaniu stali i żeliwa wyznacza się stosunkowo mały posuw na ząb frezu (0,05-0,12 mm/ząb).

3. Określa się prędkość skrawania; Ponieważ ma on największy wpływ na trwałość narzędzia, dobiera się go w oparciu o normę trwałości przyjętą dla danego narzędzia. Prędkość skrawania określa się wzorem (42) lub z tabel norm skrawania w zależności od głębokości i szerokości frezowania, posuwu na ząb, średnicy frezu, liczby zębów, warunków chłodzenia itp.

4. Efektywną moc skrawania Ne dla wybranego trybu wyznacza się z tablic norm lub wzoru (39a) i porównuje z mocą maszyny.

5. Na podstawie zadanej prędkości skrawania (u, lub i^) wyznacza się najbliższy poziom prędkości obrotowej wrzeciona maszyny spośród dostępnych na tej maszynie za pomocą wzoru (2) lub według harmonogramu (Rys. 174). Od punktu odpowiadającego przyjętej prędkości skrawania (np. 42 m/min) rysowana jest linia pozioma, a od punktu, w którym zaznaczona jest wybrana średnica frezu (np. 110 mm), rysowana jest linia pionowa. W punkcie przecięcia tych linii wyznaczany jest najbliższy poziom prędkości wrzeciona. Zatem w przykładzie pokazanym na ryc. 172, przy frezowaniu frezem o średnicy D=110 mm z prędkością skrawania 42 m/min prędkość obrotowa wrzeciona będzie wynosić 125 obr/min.

Ryc. 174 Nomogram prędkości obrotowej noża

6. Przesuw minutowy ustala się za pomocą wzoru (4) lub zgodnie z harmonogramem (ryc. 175). Zatem przy frezowaniu frezem D = 110 mm, z = 10 przy sz = 0,2 mm/ząb i n = 125 obr/min, posuw minutowy według harmonogramu wyznacza się w następujący sposób. Z punktu odpowiadającego posuwowi na ząb sg = 0,2 mm/ząb rysujemy linię pionową aż do przecięcia się z linią ukośną odpowiadającą liczbie zębów frezu r = 10. Od tego punktu rysujemy linię poziomą aż do przecięcia się z linia ukośna odpowiadająca przyjętej prędkości obrotowej wrzeciona l = 125 obr./min. Następnie narysuj pionową linię od powstałego punktu. Punkt przecięcia tej linii z dolną skalą posuwów minutowych dostępnych na danej maszynie wyznacza najbliższy krok posuwów minutowych.

7. Określany jest czas maszynowy.

Czas maszynowy. Czas, w którym następuje proces usuwania wiórów bez bezpośredniego udziału pracownika, nazywany jest czasem maszynowym (np. na frezowanie płaszczyzny przedmiotu obrabianego od momentu włączenia mechanicznego posuwu wzdłużnego do jego wyłączenia).

Ryż. 1. Nomogram karmienia minutowego

Zwiększanie produktywności podczas obróbki na maszynach do cięcia metalu jest ograniczone przez dwa główne czynniki: możliwości produkcyjne maszyny i właściwości skrawające narzędzia. Jeżeli możliwości produkcyjne maszyny są niewielkie i nie pozwalają na pełne wykorzystanie właściwości skrawających narzędzia, wówczas produktywność takiej maszyny będzie tylko niewielką częścią możliwej produktywności przy maksymalnym wykorzystaniu narzędzia. W przypadku, gdy możliwości produkcyjne maszyny znacznie przekraczają właściwości skrawne narzędzia, na maszynie można uzyskać maksymalną możliwą produktywność danym narzędziem, jednak nie zostaną w pełni wykorzystane możliwości maszyny, czyli moc maszyny, maksymalnych dopuszczalnych sił skrawania itp. d. Optymalne z punktu widzenia produktywności i ekonomicznego wykorzystania maszyny i narzędzia będą przypadki, gdy wydajność produkcyjna maszyny i właściwości skrawania narzędzia pokrywają się lub są blisko siebie nawzajem.

Warunek ten jest podstawą tzw. charakterystyk produkcyjnych maszyn, które zaproponował i rozwinął prof. AI Kashirin. Charakterystyka produkcyjna maszyny to wykres możliwości maszyny i narzędzia. Charakterystyka produkcji sprawia, że ​​coraz łatwiej jest określić optymalne warunki skrawania podczas obróbki na danej maszynie.

Właściwości skrawające danego narzędzia charakteryzują się trybami skrawania, które są dozwolone w procesie obróbki. Szybkość skrawania w danych warunkach przetwarzania można określić za pomocą wzoru (42, a). W praktyce można to znaleźć w tabeli trybów cięcia, które podano w podręcznikach normalizatora lub technologa. Należy jednak zaznaczyć, że standardy trybów skrawania zarówno dla frezowania, jak i dla innych rodzajów obróbki opracowywane są w oparciu o właściwości skrawne narzędzia dla różnych przypadków obróbki (rodzaj i wielkość narzędzia, rodzaj i gatunek materiału skrawającego część, materiał poddawany obróbce itp.) i nie są powiązane z maszynami, na których będzie wykonywana obróbka. Ponieważ możliwości produkcyjne różnych maszyn są różne, praktycznie wykonalny optymalny tryb przetwarzania na różnych maszynach będzie różny dla tych samych warunków przetwarzania. Możliwości produkcyjne obrabiarek zależą przede wszystkim od mocy efektywnej maszyny, prędkości obrotowej, posuwów itp.

Ryż. 2. Zanurz się i przesuń

Charakterystykę produkcyjną frezów dla przypadku frezów skrawających opracowali prof. A. I. Kashirin i autor.

Zasada konstruowania charakterystyk produkcyjnych frezarek (nomogramów) do pracy z frezami palcowymi opiera się na łącznym rozwiązaniu graficznym dwóch równań charakteryzujących zależność prędkości skrawania vT według wzoru (42) przy -Bz' = const, z jednej strony, a prędkością skrawania i dopuszczalną mocą maszyny z drugiej. Prędkość skrawania vN można określić ze wzoru

Ryż. 3. Charakterystyka produkcyjna frezarki wspornikowej 6P13

Określmy tryby skrawania dla frezowania zgrubnego płaskiej powierzchni na frezarce w następującej kolejności:

1.4.1. Głębokość cięciaT , mm, ustalane w zależności od typu

zastosowany frez, konfiguracja obrabianego przedmiotu

powierzchni i rodzaju sprzętu.

1.4.2. Przydzielać przedłożona pracaS , mm/obr

Podczas frezowania rozróżnia się posuw na ząb S z , mm/ząb, posuw na obrót frezu S i minutowe karmienie S M, mm/min, które występują w następującym stosunku:

, (9.28)

Gdzie N– prędkość obrotowa frezu, min -1;

z– liczba zębów tnących.

Posuwem początkowym przy frezowaniu zgrubnym jest posuw na ząb S z, którego wartość dla różnych noży i warunków skrawania podano w tabelach 9.13 i 9.14 w dodatku E.

Wybierz model frezarki, na której będzie wykonywane frezowanie, biorąc pod uwagę podaną moc maszyny.

, (9.29)

Gdzie D– średnica frezu, mm;

S z– posuw, mm/ząb;

T– głębokość obróbki, mm;

W– szerokość obróbki, mm;

z– liczba zębów tnących;

Z w , q, m, – współczynniki, których wartości są wyznaczane

X,Na, w górę zgodnie z tabelą 9.15 w Załączniku D;

T– określany jest okres trwałości narzędzia, min

zgodnie z tabelą 9.16 w Załączniku D;

DO w– współczynnik korygujący prędkość,

biorąc pod uwagę rzeczywiste warunki skrawania,

określone wzorem:

, (9.30)

Gdzie K mw– współczynnik uwzględniający jakość

przetworzony materiał jest określany przez

Tabela 9.3 w Załączniku D;

K nw– współczynnik uwzględniający stan powierzchni

puste miejsca:

Do przedmiotu obrabianego ze stali K nw = 0,9;

Do przedmiotu obrabianego z żeliwa K nw =0,8;

Do kęsów miedzi K nw =0,9;

K I w– współczynnik uwzględniający wpływ materiału

narzędzie, określone zgodnie z tabelą 9.5

aplikacje D.

1.4.4. Określ i dostosuj prędkość frezuN , min -1, zgodnie z zaleceniami punktu 1.2.4.

1.4.6. Określ wartość karmienia minutowegoS M , mm/min:

, (9.31)

i dostosuj wartość odbieranego paszy S M zgodnie z danymi paszportowymi wybranej maszyny. Biorąc pod uwagę skorygowaną wartość S M dostosować wartość paszy S z, mm/ząb:

, (9.32)

Gdzie N– prędkość obrotowa frezu dostępna na maszynie, min -1;

z– liczba zębów tnących.

1.4.7. Wyznaczyć główną składową siły skrawania podczas frezowania – siłę obwodowąR z , N, zgodnie ze wzorem:

, (9.33)

Gdzie D– średnica frezu, mm;

S z– posuw, mm/ząb;

T– głębokość obróbki, mm;

W– szerokość obróbki, mm;

z– liczba zębów tnących;

N– prędkość obrotowa frezu dostępna na maszynie, min -1.

Z P , q, m, – współczynniki, których wartości są wyznaczane

X,Na, I,w zgodnie z tabelą 9.17 w Załączniku D;

K M P – współczynnik korygujący, który

określone zgodnie z tabelą 9.7 w dodatku D;

, (9.34)

Gdzie D– średnica frezu, mm;

R z– główna składowa siły skrawania podczas frezowania, N

1.4.9. Określ siłę cięciaNp, kW, zgodnie ze wzorem:

,(9.35)

Gdzie Pz– główna składowa siły skrawania, N;

V– rzeczywista prędkość skrawania, m/min.

Otrzymana wartość mocy cięcia N P porównać z mocą silnika elektrycznego wybranej maszyny zgodnie z zaleceniami zawartymi w p. 1.2.7.

1.4.10. Określ czas głównyT 0 , min.

MINISTERSTWO ROLNICTWA I ŻYWNOŚCI FEDERACJI ROSYJSKIEJ

KATEDRA POLITYKI KADROWEJ I EDUKACJI

Moskiewski Państwowy Uniwersytet Inżynierii Rolniczej

nazwany na cześć V.P. Goriaczkina

Bagramow L.G. Kołokatow A.M.

OBLICZANIE MODELI CIĘCIA

Część I - Frezowanie czołowe

MOSKWA 2000

Obliczanie warunków skrawania dla frezowania czołowego.

Opracowano przez: L.G. Bagramow, A.M. Kołokatow - MSAU, 2000. - XX s.

Część I wytycznych zawiera ogólne informacje teoretyczne na temat frezowania oraz przedstawia kolejność operacji obliczania trybu skrawania dla frezowania czołowego na podstawie danych referencyjnych. Instrukcje metodyczne można wykorzystać podczas odrabiania zadań domowych, prac dydaktycznych i projektowania dyplomów przez studentów wydziałów TS AIC, PRIMA i Inżynierii Pedagogicznej, a także podczas prowadzenia prac praktycznych i badawczych.

Ryc. 9, tabela XX, wykaz bibliotek. - XX tytułów.

Recenzent: Bocharov N.I. (MSAU)

Ó Moskiewska Państwowa Inżynieria Rolnicza

Uniwersytet imienia V.P. Goriaczkina. 2000.

1. INFORMACJE OGÓLNE 1.1. Elementy teorii cięcia

Frezowanie jest jedną z najpowszechniejszych i najbardziej produktywnych metod obróbki skrawaniem poprzez skrawanie. Obróbka odbywa się za pomocą narzędzia wieloostrzowego - frezu.

Podczas frezowania głównym ruchem skrawającym D r jest obrót narzędzia, ruchem posuwowym D S jest ruch przedmiotu obrabianego (ryc. 1), na frezarkach rotacyjnych i frezarkach bębnowych ruch posuwowy można wykonać poprzez obrót przedmiotu obrabianego wokół osi obracającego się bębna lub stołu, w niektórych przypadkach posuwy ruchowe można realizować poprzez przesuwanie narzędzia (frezowanie kopiowe).

Płaszczyzny poziome, pionowe, nachylone, powierzchnie kształtowe, występy i wpusty różnych profili poddawane są obróbce poprzez frezowanie. Cechą procesu skrawania podczas frezowania jest to, że zęby frezu nie stykają się cały czas z obrabianą powierzchnią. Każde ostrze tnące wchodzi sekwencyjnie w proces cięcia, zmieniając grubość wycinanej warstwy z największej na najmniejszą lub odwrotnie. Podczas procesu cięcia może występować kilka krawędzi skrawających jednocześnie. Powoduje to obciążenia udarowe, nierównomierny przebieg procesu, wibracje i zwiększone zużycie narzędzi, zwiększone obciążenia maszyny.

Podczas obróbki frezami cylindrycznymi (krawędzie tnące znajdują się na powierzchni cylindrycznej) rozważa się dwie metody obróbki (ryc. 2.) w zależności od kierunku ruchu posuwu przedmiotu obrabianego:

Frezowanie współbieżne, gdy kierunek ruchu krawędzi skrawającej frezu podczas procesu skrawania jest przeciwny do kierunku ruchu posuwu;

Frezowanie współbieżne, gdy kierunek ruchu krawędzi skrawającej frezu podczas procesu skrawania pokrywa się z kierunkiem ruchu posuwu.

Podczas frezowania przeciwbieżnego obciążenie zęba wzrasta od zera do maksimum, siły działające na obrabiany przedmiot mają tendencję do odrywania go od stołu i podnoszenia stołu. Zwiększa to szczeliny w układzie AIDS (maszyna – uchwyt – narzędzie – część), powoduje wibracje i pogarsza jakość obrabianej powierzchni. Metoda ta doskonale nadaje się do obróbki detali ze skórką, wycinania spod skórki, odrywania jej, co znacznie ułatwia cięcie. Wadą tej metody jest duży poślizg ostrza po wstępnie obrobionej i nitowanej powierzchni. W przypadku zaokrąglenia krawędzi skrawającej nie wchodzi ona od razu w proces skrawania, ale początkowo ślizga się, powodując duże tarcie i zużycie narzędzia wzdłuż tylnej powierzchni. Im mniejsza grubość ciętej warstwy, tym większy względny stopień poślizgu, tym większa siła cięcia jest zużywana na szkodliwe tarcie.

Przy frezowaniu współbieżnym nie jest to wada, jednak ząb zaczyna pracować od największej grubości ciętej warstwy, co powoduje duże obciążenia udarowe, ale eliminuje początkowy poślizg zęba, zmniejsza zużycie frezu i chropowatość powierzchni. Siły działające na obrabiany przedmiot dociskają go do stołu, a stół do prowadnic łoża, co redukuje drgania i zwiększa dokładność obróbki.

1.2. Projektowanie frezów.

Narzędzia frezujące to frezy (od francuskiego la frais – truskawka), które są narzędziem wieloostrzowym, którego ostrza są ułożone sekwencyjnie w kierunku głównego ruchu tnącego, przeznaczone do obróbki obrotowym głównym ruchem tnącym bez zmiany promieniu trajektorii tego ruchu oraz przy co najmniej jednym ruchu posuwowym, którego kierunek nie pokrywa się z osią obrotu.

Istnieją przecinarki:

w kształcie - dysk, cylindryczny, stożkowy;

według projektu - solidne, kompozytowe, prefabrykowane i montowane, ogon;

w zależności od użytego najnowocześniejszego materiału - szybkobieżnego i węglika;

zgodnie z położeniem ostrzy - obwodowy, końcowy i obwodowy;

w kierunku obrotu - praworęczny i leworęczny;

w zależności od kształtu krawędzi tnącej - profilowe (kształtowe i toczne), proste, spiralne, z zębem śrubowym;

w zależności od kształtu tylnej powierzchni zęba – tylne i bez podłoża,

według przeznaczenia - końcowe, narożne, szczelinowe, wpustowe, kształtowe, gwintowane, modułowe itp.

Rozważmy elementy i geometrię frezu na przykładzie frezu cylindrycznego ze śrubowymi zębami (ryc. 3.).

Nóż wyróżnia się przednią powierzchnią ostrza A γ, główną krawędzią tnącą K, pomocniczą krawędzią tnącą K”, główną tylną powierzchnią ostrza A α, pomocniczą tylną powierzchnią ostrza A” α, górną ostrza, korpusu frezu, zęba frezu, tylnej części zęba i fazki.

W płaszczyznach współrzędnych statycznego układu współrzędnych (rys. 4.) uwzględniane są parametry geometryczne frezu, spośród których γ, α to kąty przedni i tylny w siecznej głównej, γ H to kąt przedni w siecznej głównej sieczna normalna, ω jest kątem nachylenia zęba.

Kąt natarcia γ ułatwia tworzenie i spływ wiórów, główny kąt przyłożenia α pomaga zmniejszyć tarcie powierzchni bocznej na obrobionej powierzchni przedmiotu obrabianego. Dla zębów bez cofania kąt natarcia mieści się w przedziale γ = 10 o...30 o, kąt tylny α = 10 o...15 o w zależności od obrabianego materiału.

W przypadku zęba cofającego tylna powierzchnia ma kształt spirali Archimedesa, co zapewnia stały profil przekroju poprzecznego dla wszystkich ostrzeń narzędzi. Ząb tylcowy jest szlifowany tylko wzdłuż powierzchni czołowej i ze względu na swoją złożoność wykonywany jest wyłącznie narzędziem profilowym (kształtowym i ruchomym), tj. kształt krawędzi skrawającej zależy od kształtu obrabianej powierzchni. Kąt przedni zębów tylnych jest z reguły równy zeru, kąt tylny przyjmuje wartości α = 8 o...12 o.

Kąt nachylenia zębów ω zapewnia płynniejsze wejście ostrza w proces cięcia w porównaniu z zębami prostymi oraz nadaje określony kierunek spływu wiórów.

Ząb frezarski ma ostrze tnące o bardziej złożonym kształcie. Krawędź tnąca składa się (ryc. 5.) z głównej, przejściowej i pomocniczej, posiadającej główny kąt planu φ, kąt planu przejściowej krawędzi tnącej φ p i pomocniczy kąt planu φ 1. Parametry geometryczne frezu rozpatrywane są w statycznym układzie współrzędnych. Kąty płaskie są kątami w płaszczyźnie głównej P vc. Kąt główny w planie φ to kąt pomiędzy płaszczyzną obróbki P Sc a płaszczyzną skrawania P nc. Wartość kąta głównego w planie wyznaczana jest na podstawie warunków skrawania jak dla narzędzia tokarskiego, przy φ=0˚ krawędź tnąca staje się jedynie krawędzią końcową, a przy φ=90˚ staje się krawędzią. Pomocniczy kąt strugania φ 1 jest kątem pomiędzy płaszczyzną obróbki P Sc a pomocniczą płaszczyzną skrawania P" nc i wynosi 5°...10°, a kąt strugania przejściowej krawędzi skrawającej stanowi połowę głównego kąta strugania Przejściowe ostrze tnące zwiększa wytrzymałość zębów.

Zużycie noży określa się, podobnie jak podczas toczenia, poprzez wielkość zużycia powierzchni przyłożenia. Dla frezu szybkotnącego dopuszczalna szerokość zużytego paska wzdłuż powierzchni tylnej wynosi 0,4...0,6 mm dla stali do obróbki zgrubnej, 0,5...0,8 mm dla żeliwa i 0,15...0 dla stali półwykańczających .25 mm, żeliwo - 0,2...0,3 mm. Dla frezu węglikowego dopuszczalne zużycie powierzchni przyłożenia wynosi 0,5...0,8 mm. Trwałość frezu szybkotnącego cylindrycznego wynosi T = 30...320 min, w zależności od warunków obróbki, w niektórych przypadkach dochodzi do 600 minut, trwałość frezu węglikowego T = 90...500 min.

Wyróżnia się trzy rodzaje frezowania – obwodowe, czołowe i obwodowo – czołowe. Do głównych płaszczyzn i powierzchni obrabianych na frezarkach wspornikowych (rys. 6.) zalicza się:

płaszczyzny poziome; płaszczyzny pionowe; pochyłe płaszczyzny i skosy; połączone powierzchnie; półki i prostokątne rowki; rowki kształtowe i narożne; rowki w kształcie jaskółczego ogona; zamknięte i otwarte rowki wpustowe; rowki na klucze segmentowe; ukształtowane powierzchnie; przekładnie walcowe metodą kopiowania.

Płaszczyzny poziome obrabiane są walcowo (ryc. 6. a) na frezarkach poziomych i frezami walcowo-czołowymi (ryc. 6. b) na frezarkach pionowych. Ponieważ frez palcowy ma większą liczbę zębów biorących udział w skrawaniu w tym samym czasie, obróbka za ich pomocą jest bardziej korzystna. Frezy cylindryczne obrabiają zazwyczaj płaszczyzny o szerokości do 120 mm.

Płaszczyzny pionowe obrabia się frezami palcowymi na maszynach poziomych i frezami palcowymi na maszynach pionowych (ryc. 6. c, d).

Płaszczyzny pochyłe obrabia się frezami czołowymi i walcowo-czołowymi na maszynach pionowych z obrotem osi wrzeciona (ryc. 6. e, f) oraz na maszynach poziomych z frezami do narożników (ryc. 6. g).

Połączone powierzchnie są obrabiane zestawem frezów na maszynach poziomych (ryc. 6. h).

Występy i rowki prostokątne obrabiane są za pomocą frezów tarczowych (na poziomie) i końcowych (na pionie) (rys. 6. i, j), natomiast frezy czołowe pozwalają na duże prędkości skrawania, gdyż w pracę zaangażowana jest jednocześnie większa liczba zębów. Podczas obróbki rowków preferowane są frezy tarczowe.

Rowki kształtowe i narożne obrabiane są na maszynach poziomych za pomocą frezów kształtowych jedno- i dwukątnych (ryc. 6. l, m).

Rowki typu „jaskółczy ogon” i „T” są obrabiane na frezarkach pionowych, zwykle w dwóch przejściach, najpierw przy użyciu frezu walcowo-czołowego (lub na frezarce poziomej z frezem tarczowym) w celu wyfrezowania prostokątnego rowka na szerokości blatu. Następnie rowek jest ostatecznie obrabiany za pomocą jednokątowego frezu końcowego i specjalnego frezu w kształcie litery T (ryc. 6. n, o).

Zamknięte rowki wpustowe obrabia się za pomocą frezów walcowo-czołowych, a otwarte za pomocą rowków wpustowych na maszynach pionowych (ryc. 6. p, p).

Rowki pod wpusty segmentowe są obrabiane na frezarkach poziomych za pomocą frezów tarczowych (ryc. 6. c).

Ukształtowane powierzchnie o otwartym konturze z zakrzywioną tworzącą i prostą prowadnicą są obrabiane na maszynach poziomych i pionowych z frezami kształtowymi (ryc. 6.t).

Frezowanie czołowe jest najpowszechniejszą i najbardziej produktywną metodą obróbki płaskich powierzchni części w produkcji seryjnej i masowej.

2. FREZOWANIE PŁASZCZYZNY. 2.1. Podstawowe typy i geometria frezów palcowych.

W większości przypadków do obróbki płaszczyzn otwartych i zagłębionych stosuje się frezy palcowe z ostrzami obwodowymi (ryc. 7.), tj. działa na zasadzie końca peryferyjnego. Konstrukcje frezów palcowych są znormalizowane, których główne typy podano w tabeli 1 /GOST ____-__, ____-__, ____-__, ____-__, ____-__, ____-__ /.

Przy obróbce płaszczyzn tymi frezami główną pracę usuwania naddatku wykonują krawędzie skrawające umieszczone na powierzchni stożkowej i cylindrycznej. Znajdujące się na końcu krawędzie tnące działają tak, jakby oczyszczały powierzchnię, dzięki czemu chropowatość obrabianej powierzchni jest mniejsza niż przy frezowaniu frezami cylindrycznymi.

Na ryc. 7. Pokazano parametry geometryczne freza palcowego /GOST 25762-83/. Ząb frezu palcowego ma dwie krawędzie skrawające: główną i pomocniczą.

W płaszczyźnie głównej P v uwzględnia się kąty planu głównego j, kąt planu pomocniczego j 1 oraz kąt wierzchołkowy ε. Kąt główny j jest kątem pomiędzy płaszczyzną skrawania P n a płaszczyzną obróbki PS. Wraz ze zmniejszaniem się kąta natarcia przy stałym posuwie na ząb i stałej głębokości skrawania zmniejsza się grubość skrawania i zwiększa się szerokość, w efekcie czego zwiększa się trwałość frezu. Jednakże praca frezu o małym kącie skrawania (j £ 20 0) powoduje wzrost składowej promieniowej i osiowej sił skrawania, co w przypadku niewystarczającej sztywności układu wspomagania prowadzi do drgań przedmiotu obrabianego i maszyna. Dlatego dla frezów węglikowych o układzie sztywnym i głębokości skrawania t = 3...4 mm przyjmuje się kąt j = 10...30 0. Przy normalnej sztywności układu - j = 45...60 0; zwykle przyjmujemy j = 60 0 . Kąt pomocniczy j 1 dla frezów walcowo-czołowych przyjmuje się jako równy 2...10 0. Im mniejszy jest ten kąt, tym mniejsza chropowatość obrabianej powierzchni.

W głównej płaszczyźnie cięcia P τ uwzględniany jest kąt przedni g i główny kąt tylny a. Kąt natarcia g to kąt pomiędzy główną płaszczyzną P v a przednią powierzchnią A γ, główny kąt przyłożenia a to kąt pomiędzy płaszczyzną skrawania P n a główną tylną powierzchnią A α.

Kąt natarcia g dla frezów węglikowych g = (+10 0)...(-20 0).

Główny kąt przyłożenia a dla frezów palcowych z węglików spiekanych a = 10...25 0.

W płaszczyźnie skrawania uwzględniany jest kąt nachylenia głównej krawędzi skrawającej l. Jest to kąt pomiędzy krawędzią tnącą a płaszczyzną główną Pv. Wpływa to na wytrzymałość zębów i trwałość frezu. W przypadku frezów węglikowych zaleca się, aby kąt l mieścił się w zakresie od +5 0 do +15 0 przy obróbce stali i od -5 0 do +15 0 przy obróbce żeliwa.

Kąt nachylenia zębów śrubowych w zapewnia bardziej równomierne frezowanie i zmniejsza chwilową szerokość skrawania podczas zagłębiania się. Kąt ten wybierany jest w zakresie 10...30 0.

2.2. Wybór frezu czołowego 2.2.1. Wybór projektu noża.

Wybierając konstrukcję (typ) frezu, zaleca się stosowanie prefabrykowanych konstrukcji frezów z nieobrabialnymi wkładkami z węglików spiekanych. Mechaniczne mocowanie płytek umożliwia ich obracanie w celu aktualizacji krawędzi skrawającej oraz umożliwia stosowanie frezów bez konieczności ich ponownego szlifowania. Po całkowitym zużyciu płyta zostaje zastąpiona nową. Do każdego frezu producent dostarcza 8...10 kompletów płytek zapasowych. Cały zestaw płyt można wymieniać bezpośrednio na maszynie, a czas wymiany 10...12 noży nie przekracza 5...6 minut.

2.2.2. Wybór materiału części tnącej.

Frezy do pracy przy niskich prędkościach skrawania i małych posuwach wykonywane są ze stali szybkotnących i stopowych R18, KhG, KhV9, 9KhS, KhVG, KhV5. Frezy do obróbki stopów i stali żaroodpornych i nierdzewnych wykonywane są ze stali szybkotnących R9K5, R9K10, R18F2, R18K5F2, a przy frezowaniu z udarem – ze stali w gatunku R10K5F5.

Marki twardych stopów dobierane są w zależności od przetwarzanego materiału i charakteru obróbki (tabela 5). Do obróbki wykańczającej stosuje się twardy stop o niższej zawartości kobaltu i wyższej zawartości węglików (VK2, VK3 T15K6 itp.), a do obróbki zgrubnej - o dużej zawartości kobaltu, co nadaje materiałowi pewną ciągliwość i sprzyja lepsza wydajność przy obciążeniach nierównych i udarowych (VK8, VK10, T5K10 itp.).

2.2.3. Wybór rodzaju i średnicy frezu.

Standardowe średnice frezów (GOST 9304-69, GOST 9473-80, GOST 16222 - 81, GOST 16223 - 81, GOST 22085 - 76, GOST 22086 - 76, GOST 22087 - 76, GOST 22088 - 76, GOST 26595 - 85), podano w tabelach 1...4, ich oznaczenia (dla frezów prawoskrętnych) podano w tabelach 2, 3 i 4. Frezy lewostronne produkowane są na specjalne zamówienie odbiorcy.

Rodzaje frezów walcowo-czołowych dobiera się w zależności od warunków obróbki z tabeli 1. Wymiary frezu określa się na podstawie wymiarów obrabianej powierzchni oraz grubości ciętej warstwy. Średnicę frezu, w celu skrócenia głównego czasu technologicznego i zużycia materiału narzędziowego, dobiera się z uwzględnieniem sztywności układu technologicznego, wzoru skrawania, kształtu i wielkości obrabianego przedmiotu.

Aby przy frezowaniu czołowym uzyskać warunki skrawania zapewniające największą produktywność, średnica frezu D musi być większa od szerokości frezowania B: D = (1,25...1,5) B

2.2.4. Dobór parametrów geometrycznych

2.3. Wybór wzoru frezowania

Wzór frezowania jest określony przez położenie osi frezu trzpieniowego przedmiotu obrabianego względem linii środkowej obrabianej powierzchni (ryc. 8.). Wyróżnia się frezowanie czołowe symetryczne i asymetryczne /5/.

Frezowanie symetryczne nazywa się frezowaniem, w którym oś frezu trzpieniowego przechodzi przez linię środkową obrabianej powierzchni (rys. 8.a).

Frezowanie asymetryczne nazywa się frezowaniem, w którym oś frezu walcowo-czołowego jest przesunięta względem linii środkowej obrabianej powierzchni (rys. 8.b, 8.c).

Frezowanie czołowe symetryczne dzieli się na pełne, gdy średnica frezu D jest równe szerokości obrabianej powierzchni B, i niepełne, gdy D jest większe od B (rys. 8.a).

Asymetryczne frezowanie czołowe może być frezowaniem w górę lub w dół. Klasyfikacja frezowania na te odmiany odbywa się analogicznie do frezowania płaszczyzny frezem cylindrycznym.

Przy asymetrycznym frezowaniu przeciwczołowym (rys. 8.b) grubość skrawanej warstwy a zmienia się od pewnej małej wartości (zależnie od wartości przemieszczenia) do największej a max =S z, a następnie nieznacznie maleje. Przemieszczenie zęba frezu poza obrobioną powierzchnię od strony zęba rozpoczynającej skrawanie przyjmuje się zwykle w przedziale C 1 = (0,03...0,05) D

Przy frezowaniu współbieżnym asymetrycznym (rys. 8.c) ząb frezu zaczyna pracować z grubością skrawania bliską maksymalnej. Przyjmuje się, że przemieszczenie zęba frezu poza obrobioną powierzchnię od strony skrawania wykańczającego zęba jest nieznaczne, bliskie zeru) C 2 ≈ 0.

Podczas obróbki przedmiotów żeliwnych w wielu przypadkach średnica frezu jest mniejsza niż szerokość obrabianej powierzchni, ponieważ przedmioty żeliwne, ze względu na kruchość żeliwa, szczególnie przy produkcji części ciała, są wykonane z duże wymiary.

Frezowanie czołowe elementów żeliwnych w firmie B< D ф рекомендуется проводить при симметричном расположении фрезы.

Podczas frezowania czołowego stalowych detali obowiązkowe jest ich asymetryczne rozmieszczenie względem frezu, w tym przypadku:

W przypadku detali wykonanych ze stali konstrukcyjnych węglowych i stopowych oraz detali ze skorupą (frezowanie zgrubne) detale przesuwane są w kierunku wcięcia zęba frezu (rys. 8.b), co zapewnia rozpoczęcie skrawania od małej grubości warstwy ciętej;

W przypadku detali wykonanych ze stali żaroodpornych i odpornych na korozję oraz podczas frezowania wykańczającego, przedmiot obrabiany przesuwa się w stronę zęba frezu wychodzącego z cięcia (rys. 8.c), co zapewnia, że ​​ząb wychodzi z cięcia z minimalną możliwą grubością ciętej warstwy .

Nieprzestrzeganie tych zasad prowadzi do znacznego zmniejszenia trwałości frezu /5/.

2.4. Przypisanie trybu cięcia

Elementy trybu skrawania podczas frezowania obejmują (rys. 9.):

Głębokość cięcia;

Prędkość cięcia;

Szerokość frezowania.

Głębokość skrawania t definiuje się jako odległość pomiędzy punktami powierzchni obrobionych i obrobionych znajdujących się w płaszczyźnie skrawania i mierzoną w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu posuwu. W niektórych przypadkach wartość tę można zmierzyć jako różnicę odległości punktów obrabianej i obrobionej powierzchni od stołu maszyny lub innej stałej podstawy równoległej do kierunku ruchu posuwu.

Głębokość skrawania dobierana jest w zależności od naddatku na obróbkę, mocy i sztywności maszyny. Musimy dążyć do tego, aby w jednym przejściu wykonać frezowanie zgrubne i półwykańczające, jeśli moc maszyny na to pozwala. Typowa głębokość skrawania wynosi 2...6 mm. Na wydajnych frezarkach podczas pracy z frezami czołowymi głębokość skrawania może sięgać 25 mm. Gdy naddatek na obróbkę jest większy niż 6 mm i przy podwyższonych wymaganiach dotyczących chropowatości powierzchni, frezowanie odbywa się w dwóch przejściach: zgrubnym i wykańczającym.

Podczas przejścia wykańczającego przyjmuje się głębokość skrawania w zakresie 0,75...2 mm. Niezależnie od wysokości mikrochropowatości głębokość skrawania nie może być mniejsza. Krawędź skrawająca ma pewien promień zaokrąglenia, który zwiększa się w miarę zużywania się narzędzia, przy małej głębokości skrawania materiał warstwy wierzchniej ulega zmiażdżeniu i odkształceniu plastycznemu. W tym przypadku nie następuje żadne cięcie. Z reguły przy małych naddatkach na obróbkę i konieczności obróbki wykańczającej (wartość chropowatości R a = 2...0,4 µm) głębokość skrawania przyjmuje się w granicach 1 mm.

W przypadku małych głębokości cięcia zaleca się stosowanie frezów z okrągłymi płytkami (GOST 22086-76, GOST 22088-76). Do głębokości skrawania większych niż 3...4 mm stosuje się frezy z płytkami sześcio-, pięcio- i czworościennymi (tab. 2).

Przy wyborze liczby przejść należy wziąć pod uwagę wymagania dotyczące chropowatości obrabianej powierzchni:

Frezowanie zgrubne - R a = 12,5...6,3 µm (klasa 3...4);

Frezowanie wykańczające - R a = 3,2...1,6 µm (klasa 5...6);

Frezowanie dokładne - R a = 0,8...0,4 µm (gatunek 7...8).

Aby zapewnić obróbkę wykańczającą, konieczne jest wykonanie przejść zgrubnych i wykańczających, liczba uderzeń roboczych podczas obróbki zgrubnej zależy od wielkości naddatku i mocy maszyny. Liczba skoków roboczych podczas wykańczania zależy od wymagań dotyczących chropowatości powierzchni.

W warunkach produkcyjnych, gdy wymagana jest obróbka zgrubna i wykańczająca, dzieli się je na dwie osobne operacje. Wynika to z następujących rozważań.

Obróbkę zgrubną i wykańczającą wykonuje się przy użyciu różnych materiałów na część skrawającą frezu i przy różnych prędkościach skrawania, co spowodowałoby nieproporcjonalnie dużą ilość czasu na ponowne ustawienie maszyny, gdyby te przejścia były wykonywane w jednej operacji.

Obróbka zgrubna prowadzi do wysokich wibracji oraz nierównomiernych i zmiennych obciążeń, co z kolei prowadzi do szybkiego zużycia maszyny i utraty dokładności obróbki.

Obróbka zgrubna powoduje powstawanie dużych ilości wiórów i pyłu ściernego, co wymaga specjalnych środków usuwania odpadów. Z reguły maszyny do obróbki zgrubnej są umieszczane oddzielnie od maszyn wykonujących obróbkę końcową - wykańczającą i rozcieńczającą.

Posuw podczas frezowania to stosunek drogi przebytej przez dany punkt przedmiotu w kierunku ruchu posuwu do liczby obrotów frezu lub części obrotu frezu odpowiadającej podziałce kątowej zębów.

Zatem przy frezowaniu uwzględniamy posuw na obrót S o (mm/obr) - ruch rozpatrywanego punktu przedmiotu obrabianego w czasie odpowiadającym jednemu obrotowi frezu oraz posuw na ząb S z (mm/ząb ) - ruch rozpatrywanego punktu przedmiotu obrabianego w czasie odpowiadającym obrotowi frezów dla jednej podziałki kątowej zębów.

Dodatkowo uwzględniana jest również prędkość posuwu vs (wcześniej zdefiniowana jako posuw minutowy, a w starej literaturze i na niektórych maszynach nadal używany jest ten termin), mierzona w mm/min. Prędkość ruchu posuwowego to odległość przebyta przez dany punkt przedmiotu obrabianego po drodze tego punktu w ruchu posuwowym na minutę. Ta wartość jest używana na maszynach w celu dostosowania do wymaganego trybu, ponieważ na frezarkach ruch posuwowy i główny ruch skrawania nie są ze sobą kinematycznie powiązane.

Stosowanie proporcji posuwu i prędkości skrawania pomaga w prawidłowym określeniu wartości S o i S z . Korzystając z zależności: S o = S z · z, v s = S o · n gdzie z jest liczbą zębów frezu, n jest liczbą obrotów frezu (obr/min), wyznaczamy v s = S o · n = S z · z · rz.

Wartością początkową dla frezowania zgrubnego jest posuw na ząb S z, ponieważ określa on sztywność zęba frezu. Posuw podczas obróbki zgrubnej dobiera się tak, aby był jak najwyższy. Jego wartość może być ograniczona wytrzymałością mechanizmu podającego maszyny, wytrzymałością zęba tnącego, sztywnością układu AIDS, wytrzymałością i sztywnością trzpienia oraz innymi czynnikami. Przy frezowaniu wykańczającym decydującym czynnikiem jest posuw na obrót frezu So, który wpływa na chropowatość obrabianej powierzchni.

Szerokość frezowania B (mm) - wielkość obrabianej powierzchni, mierzona w kierunku równoległym do osi frezu - dla frezowania obwodowego i prostopadłym do kierunku ruchu posuwu - dla frezowania czołowego. Szerokość frezowania określana jest na podstawie mniejszej z dwóch wartości: szerokości obrabianego przedmiotu oraz długości lub średnicy frezu.

Dopuszczalną (obliczoną) prędkość skrawania określa się ze wzoru empirycznego

gdzie Cv jest współczynnikiem charakteryzującym materiał przedmiotu obrabianego i ostrza;

T - trwałość ostrza (min);

t - głębokość cięcia (mm);

S z - posuw na ząb (mm/ząb);

B - szerokość frezowania (mm);

Z - liczba zębów tnących;

q, m, x, y, u, p - wykładniki;

k v - ogólny współczynnik korygujący dla zmienionych warunków przetwarzania.

Wartości C v q, m, x, y, u, p podano w tabeli 11.

Średnie wartości żywotności frezów palcowych o średnicy frezu kształtują się następująco:

Tabela 2.2.4. - 1

Średnica frezu (mm)	40...50	65...125	160...200	250...315	400...650
Trwałość (min)	120	180	240	300	800

Ogólny współczynnik korygujący K v . Każdy wzór empiryczny jest ustalany pod warunkiem stałości pewnych czynników. Czynnikami tymi są w tym przypadku właściwości fizyczne i mechaniczne przedmiotu obrabianego oraz materiału części tnącej narzędzia, parametry geometryczne narzędzia itp. W każdym konkretnym przypadku parametry te ulegają zmianie. Aby uwzględnić te zmiany, wprowadza się ogólny współczynnik korygujący Kv, będący iloczynem poszczególnych współczynników korygujących, z których każdy odzwierciedla zmianę w stosunku do pierwotnych poszczególnych parametrów /5/:

K v = K m v K pv K èv K jot v ,

K m v - współczynnik uwzględniający właściwości fizyko-mechaniczne obrabianego materiału, tabele 12, 13;

K pv - współczynnik uwzględniający stan warstwy wierzchniej przedmiotu obrabianego, tabela 14;

K èv – współczynnik uwzględniający materiał instrumentalny, tabela 15;

K j v – współczynnik uwzględniający wartość j – kąt główny w rzucie,

Tabela 2.2.4. - 2

J
	1,6	1,25	1,1	1,0	0,93	0,87

Znając dopuszczalną (projektową) prędkość skrawania v, określić prędkość projektową frezu

gdzie n jest liczbą obrotów noża, min -1; D - średnica frezu, mm.

Zgodnie z paszportem maszyny wybierz poziom prędkości, przy którym liczba obrotów noża będzie równa lub mniejsza od obliczonej, tj. n f £ n, gdzie n f to rzeczywista liczba obrotów frezu, który powinien być zainstalowany na maszynie. Dopuszcza się stosowanie poziomu prędkości, przy którym wzrost rzeczywistej liczby obrotów w stosunku do obliczonej nie będzie większy niż 5%. Na podstawie wybranej liczby obrotów wrzeciona maszyny określana jest rzeczywista prędkość skrawania.

i określ prędkość posuwu (posuw minutowy):

v S (S m) = S z z n f = S o n f (mm/min.)

Następnie, zgodnie z paszportem maszyny, wybierana jest najbardziej odpowiednia wartość - najbliższa wartość mniejsza lub równa obliczonej wartości.

2.5. Sprawdzanie wybranego trybu cięcia

Wybrany tryb skrawania sprawdzany jest poprzez wykorzystanie mocy na wrzecionie maszyny oraz siły potrzebnej do realizacji ruchu posuwowego.

Moc zużyta na cięcie musi być mniejsza lub równa mocy na wrzecionie:

gdzie N r - efektywna moc cięcia, kW;

N sp - dopuszczalna moc na wrzecionie, określona przez moc napędu, kW.

Napęd maszyny to zespół mechanizmów od źródła ruchu po element roboczy. Napęd głównego ruchu tnącego stanowi zespół mechanizmów od silnika elektrycznego do wrzeciona maszyny, a jego moc określana jest na podstawie mocy silnika elektrycznego i strat w mechanizmach.

Moc na wrzecionie jest określona wzorem

N sh = N mi godz,

gdzie Ne jest mocą silnika elektrycznego napędzającego główny ruch tnący, kW, h jest sprawnością mechanizmów napędowych maszyny, h = 0,7 ... 0,8.

Moment obrotowy na wrzecionie maszyny określa się ze wzoru:

gdzie P z jest główną składową (styczną) siły skrawania, N; D - średnica frezu, mm.

gdy mielenie określa się według wzoru

gdzie C p jest współczynnikiem charakteryzującym przetwarzany materiał i inne warunki;

K p – ogólny współczynnik korygujący, będący iloczynem współczynników odzwierciedlających stan poszczególnych parametrów wpływających na wielkość siły skrawania,

K р = K m р K vр K sol р K jot v ,

K m r - współczynnik uwzględniający właściwości materiału obrabianego przedmiotu (tabela 17);

K vр - współczynnik uwzględniający prędkość skrawania (tabela 18);

K g r - współczynnik uwzględniający wartość kąta czołowego g (tabela 19);

K j r - współczynnik uwzględniający wielkość kąta w planie j (Tabela 19).

Wartości współczynnika C p i wykładników x, y, u, q, w podano w tabeli 16.

Wielkość składowej promieniowej siły skrawania Р y można określić za pomocą zależności Р y ≈ 0,4 Р z.

Jeżeli warunek N r £ N sh nie jest spełniony, należy zmniejszyć prędkość skrawania lub zmienić inne parametry skrawania.

Podczas frezowania bardzo ważne jest przedstawienie siły skrawania przez składową pionową Pin i poziomą Pg. Pozioma składowa siły skrawania P r reprezentuje siłę, którą należy przyłożyć, aby zapewnić ruch posuwowy; musi być mniejsza (lub równa) największej sile, na jaką pozwala mechanizm przesuwu wzdłużnego maszyny:

P g £ P dodaj, N.

gdzie P dodatkowo to maksymalna siła, na jaką pozwala mechanizm przesuwu wzdłużnego maszyny (N), pobrana z danych paszportowych maszyny (Tabela 20).

Składowa pozioma siły skrawania wyznaczana jest z poniższych zależności i zależy od rodzaju frezowania czołowego /5/:

Do frezowania symetrycznego - P g = (0,3...0,4) P z;

Z licznikiem asymetrycznym - P g = (0,6...0,8) P z;

Przy asymetrycznym wietrze tylnym - P g = (0,2...0,3) P z;

Jeżeli warunek P g £ P add nie jest spełniony, należy zmniejszyć siłę skrawania P z poprzez zmniejszenie posuwu na ząb S z i odpowiednio prędkości posuwu v S (posuw minutowy S m).

2.6. Obliczanie czasu pracy i wykorzystania sprzętu

Czas jednostkowy T kawałek - czas poświęcony na wykonanie operacji definiowany jest jako przedział czasu równy stosunkowi cyklu operacji technologicznej do liczby jednocześnie wytwarzanych produktów i liczony jako suma składników

T szt. = T o + T vsp + T obs + T dept, (min)

gdzie To jest czasem głównym, jest to część czasu akordowego poświęcona na zmianę, a następnie określenie stanu przedmiotu pracy, tj. czas bezpośredniego uderzenia narzędzia w przedmiot obrabiany;

T vsp - czas pomocniczy, jest to część czasu pracy poświęcona na wykonanie technik niezbędnych do zapewnienia bezpośredniego oddziaływania na przedmiot obrabiany.

T obs - czas utrzymania stanowiska pracy, jest to część czasu pracy, jaką wykonawca poświęca na utrzymanie urządzeń technologicznych w stanie użytkowym oraz opiekę nad nimi i stanowiskiem pracy. Na czas obsługi stanowiska pracy składa się czas obsługi organizacyjnej (przegląd i testowanie maszyny, rozkładanie i czyszczenie narzędzi, smarowanie i czyszczenie maszyny) oraz czas konserwacji (regulacja i regulacja maszyny, wymiana i regulacja narzędzi skrawających, obciąganie ściernice itp.) ;

Dział T - czas na potrzeby osobiste, jest to część czasu akordowego, którą osoba spędza na potrzebach osobistych, a w przypadku żmudnej pracy na dodatkowym odpoczynku;

2.6.1. Czas główny

Główny czas podczas frezowania jest równy stosunkowi długości drogi przebytej przez frez podczas liczby skoków roboczych do prędkości posuwu i jest określony wzorem

- z symetrycznym niepełnym (dla przypadku z rys. 2a):

Z licznikiem asymetrycznym (dla przypadku z rys. 2b):

- przy asymetrycznym wietrze tylnym (dla przypadku z rys. 2c):

gdzie D jest średnicą frezu, mm; B - szerokość przedmiotu obrabianego, mm; C 1 - wielkość przemieszczenia frezu względem końca przedmiotu obrabianego (ryc. 2b).

2.6.2 Czas pomocniczy.

Do czasu tego zalicza się czas poświęcony na montaż, zabezpieczenie i demontaż przedmiotu obrabianego (Tabela 21), czas spędzony na sterowaniu maszyną podczas przygotowania skoku roboczego (Tabela 22) oraz wykonanie pomiarów podczas obróbki (Tabela 23).

2.6.3. Czas operacyjny.

Suma czasu głównego i pomocniczego nazywana jest czasem operacyjnym:

T op = T o + T pomoc.

Czas pracy jest głównym składnikiem czasu pracy.

2.6.4. Czas na utrzymanie miejsca pracy i czas na potrzeby osobiste

Czas na utrzymanie miejsca pracy i czas na potrzeby osobiste są często traktowane jako procent czasu operacyjnego:

T obs = (3...8%) T op; T dział = (4...9%) T op; T obs + T dep ≈ 10% T op.

2.6.5. Kawałek - czas obliczeń

Aby wyznaczyć czas standardowy – czas na wykonanie określonej ilości pracy w określonych warunkach produkcyjnych przez jednego lub więcej pracowników, należy wyznaczyć akord – czas obliczeniowy T shk, na który oprócz czasu akordowego składa się także czas czas na przygotowanie pracowników i środków produkcji do wykonania operacji technologicznej i doprowadzenie ich do stanu pierwotnego po jej zakończeniu - czas przygotowawczy - końcowy T pz. Czas ten jest niezbędny na odebranie zadania, urządzeń, sprzętu, narzędzi, ich montaż, ustawienie maszyny do wykonania operacji, usunięcie całego sprzętu i przekazanie go (Tabela 24). W czasie obliczania sztuki czas przygotowawczo-końcowy jest uwzględniany jako jego udział w przeliczeniu na obrabiany przedmiot. Im większa liczba detali n jest przetwarzana na jednym ustawieniu maszyny (z jednej instalacji, w jednej operacji), tym mniejsza część przygotowawczo-końcowa jest wliczana do czasu kosztorysu jednostkowego.

Szacunkową liczbę maszyn (Z) do wykonania określonej operacji oblicza się ze wzoru

gdzie T szt. - czas pracy, min; P - program kompletacji części na zmianę, szt.;

T cm - czas pracy maszyny na zmianę, godziny.W obliczeniach czas pracy maszyny na zmianę wynosi T cm = 8 godzin, w rzeczywistych warunkach w każdym przedsiębiorstwie czas ten można przyjmować inaczej.

2.6.7. Efektywność techniczna i ekonomiczna.

Oceny efektywności techniczno-ekonomicznej operacji technologicznej dokonuje się według szeregu współczynników, do których należą: współczynnik czasu głównego oraz współczynnik wykorzystania mocy maszyny /7, 8, 9/.

Główny współczynnik czasu Ko określa jego udział w całkowitym czasie spędzonym na wykonaniu operacji

gdzie Ko jest głównym współczynnikiem czasu /9/.

Im wyższe K o, tym lepiej skonstruowany jest proces technologiczny, gdyż im dłuższy czas przeznaczony na operację, tym maszyna pracuje, a nie jest bezczynna, tj. w tym przypadku udział czasu pomocniczego maleje.

Przybliżona wartość współczynnika Ko dla różnych maszyn mieści się w następujących granicach

Przeciągarki - Ko = 0,35...0,945;

Frezowanie ciągłe - Ko = 0,85...0,90;

Reszta - Ko = 0,35...0,90.

Jeżeli główny współczynnik czasu Ko jest niższy od tych wartości, należy opracować środki mające na celu skrócenie czasu pomocniczego (wykorzystanie szybkich urządzeń, automatyzacja pomiarów części, łączenie czasu głównego i pomocniczego itp.).

Współczynnik wykorzystania mocy maszyny K N definiuje się jako

de K N - współczynnik wykorzystania mocy maszyny /9/; N Р - moc cięcia, kW (w obliczeniach bierzemy tę część operacji technologicznej, która zachodzi przy największym zużyciu mocy cięcia); N st - moc głównego napędu maszyny, kW; h - wydajność maszyny.

Im K N jest bliższe 1, tym pełniej wykorzystywana jest moc maszyny.

Gdy urządzenie nie jest w pełni obciążone, wskaźnik zużycia energii ulega pogorszeniu. Całkowita moc elektryczna pobierana z sieci S jest rozdzielana na aktywny P i reaktywny Q. Ich stosunki definiuje się jako

Gdy silnik elektryczny jest w pełni obciążony, wartość cosφ nie będzie równa 1, tj. Jednocześnie z sieci pobierana jest także energia bierna. Biorąc pod uwagę zastosowane silniki elektryczne, przybliżone wartości cosφ będą wynosić: przy obciążeniu 100% cosφ = 0,85, przy obciążeniu 50% - 0,7, przy obciążeniu 20% - 0,5, a na biegu jałowym - 0,2 tej wartości .

Rozważmy przykład prawidłowego użycia szeregu frezarek (modele 6Р13, 6Н13, 6Р12, 6Н12, 6Р11), jeśli moc wymagana do cięcia wynosi N cięcia = 3,2 kW.

	Wskaźniki		Modele frezarek
			6Р13	6N13	6Р12	6N12	6Р11
	Energia elektryczna silnik		11,0	10,0	7,5	7,0	5,5
	Moc bezczynności		2,200	2,500	2,250	1,750	1,100
	Moc cięcia		3,200	3,200	3,200	3,200	3,200
	Czynna moc	P=N xx +N rez	5,400	5,700	5,450	4,950	4,300
	Wskaźnik użycia		0,491	0,570	0,727	0,707	0,782
	moc silnika elektrycznego
	Cosinus fi	cos φ	0,585	0,635	0,718	0,708	0,740
	Całkowity pobór mocy	S	9,231	8,976	7,591	6,992	5,811
	Współczynnik efektywności zużytej energii elektrycznej. moc		0,585	0,635	0,718	0,708	0,740
	Nadużywane zasilanie z sieci		3,831	3,276	2,141	2,042	1,511
	Nieuzasadnione koszty energia elektryczna		2,320	1,766	0,630	0,531	0,000

Z powyższego przykładu jasno wynika, że ​​zły wybór maszyny prowadzi do tak dużego zużycia energii, że można ją porównać z mocą cięcia.

Aby spłacić nadmiernie zużytą moc bierną, za którą przedsiębiorstwa płacą znaczne kary, konieczne jest stworzenie specjalnych urządzeń, które spłacają ją mocą pojemnościową.

3. PRZYKŁAD OBLICZENIA MODELU CIĘCIA 3.1. Warunki problemu. 3.1.1 Dane początkowe.

Początkowe dane do obliczenia trybu cięcia to:

materiał przedmiotu obrabianego - odkuwka ze stali 20Х;

wytrzymałość na rozciąganie materiału przedmiotu obrabianego - s in = 800 MPa (80 kg/mm2);

szerokość obrabianej powierzchni przedmiotu, B - 100 mm;

długość obrabianej powierzchni przedmiotu, L - 800 mm;

wymagana chropowatość obrabianej powierzchni, R a - 0,8 µm (7 klasa chropowatości);

całkowity naddatek na przetwarzanie, h - 6 mm;

średni dzienny program produkcyjny dla tej operacji, P - 200 szt.

3.1.2. Cel obliczeń.

W wyniku obliczeń konieczne jest:

dobrać frez na podstawie elementów i parametrów geometrycznych;

sprawdź wybrany tryb cięcia na podstawie mocy napędu i wytrzymałości mechanizmu posuwu maszyny;

obliczyć czas wymagany do zakończenia operacji;

obliczyć wymaganą liczbę maszyn;

sprawdź skuteczność wybranego trybu cięcia i doboru sprzętu.

3.2. Procedura obliczeniowa. 3.2.1. Dobór narzędzi i oprzyrządowania skrawającego.

W oparciu o ogólny naddatek na obróbkę h = 6 mm i wymagania dotyczące chropowatości powierzchni, frezowanie odbywa się w dwóch przejściach: zgrubnym i wykańczającym. Korzystając z Tabeli 1, określamy rodzaj frezu - wybierz frez czołowy z wielopłaszczyznowymi płytkami z węglika zgodnie z GOST 26595-85. Średnicę frezu dobiera się ze stosunku:

D = (1,25...1,5) B = 1,4 100 = 140 mm

Dobór frezu podajemy według tabel 1, 2, 3, 4 - GOST 26595-85, średnica D = 125 mm, liczba zębów z = 12, płytki pięciokątne, symbol - 2214-0535.

Materiał części tnącej frezu dobieramy zgodnie z Tabelą 5 do frezowania zgrubnego stali niehartowanej węglowej i stopowej - T5K10, do frezowania wykańczającego - T15K6.

Parametry geometryczne frezu dobieramy według tabel 6 i 7 dla frezów z płytkami węglikowymi (tabela 6) przy obróbce konstrukcyjnej stali węglowej o σв ≤ 800 MPa i posuwie do frezowania zgrubnego > 0,25 mm/ząb: g = -5 0 ; za = 8 0 ; jot = 45 0 ; jot = 22,5 0; jot 1 = 5 0 ; l = 14 0 ; do frezowania wykańczającego z posuwem< 0,25 мм/зуб: g = -5 0 ; a = 15 0 ; j = 60 0 ; j о = 30 0 ; j 1 = 5 0 ; l = 14 0 .

Frezowanie zgrubne wykonujemy według schematu - asymetrycznie pod górę (ryc. 8.b), frezowanie wykańczające - asymetrycznie w dół (ryc. 8.c).

Wstępnie przyjmujemy pracę na frezarce pionowej 6P13, dane paszportowe w tabeli 20.

3.2.2. Obliczanie elementów trybu skrawania. 3.2.2.1. Ustawianie głębokości cięcia.

Ustawiając głębokość cięcia, przede wszystkim z całkowitego naddatku wybiera się część pozostałą do wykończenia - t 2 = 1 mm. Frezowanie wykańczające odbywa się w 1 skoku roboczym i 2 = 1. Zatem naddatek h 1 na frezowanie zgrubne będzie wynosić:

h 1 = 6 - 1 = 5 mm.

Aby usunąć ten naddatek wystarczy jeden skok roboczy, dlatego przyjmujemy liczbę skoków roboczych podczas frezowania zgrubnego i 1 = 1. Wtedy głębokość skrawania t 1 podczas frezowania zgrubnego będzie wynosić

t 1 = h 1 / ja 1 = 5 / 1 = 5 mm.

3.2.2.2. Cel złożenia.

Posuw do frezowania zgrubnego dobiera się z tabel 8 i 9. Dla frezów czołowych z płytkami węglikowymi (tabela 8) o mocy maszyny > 10 kW z asymetrycznym frezowaniem przeciwbieżnym dla płytki T5K10 posuw na ząb mieści się w granicach S z1 = 0,32 ... 0,40 mm/ząb Przyjmujemy mniejszą wartość, aby zapewnić warunki mocy na wrzecionie S z1 = 0,32 mm/ząb, posuw na obrót będzie wynosił. S o1 = S z1 z =0,32 12 = 3,84 mm/obr.

Posuw do frezowania wykańczającego dobiera się zgodnie z tabelą 10. Dla frezów czołowych z płytkami węglikowymi (część B) z materiałem o σ ≥ 700 MPa o chropowatości powierzchni obrobionej R a = 0,8 μm z kątem j 1 = 5 0 posuw per Obroty frezu mieszczą się w zakresie S o2 = 0,30...0,20 mm/obr. Akceptujemy większą wartość w celu zwiększenia produktywności procesu S o2 = 0,30 mm/obr. W takim przypadku pasza nie będzie zębem

S z2 = S o2 / z = 0,30 / 12 = 0,025 mm/ząb.

3.2.2.3. Wyznaczanie prędkości skrawania.

Prędkość skrawania określa się ze wzoru:

Wartości współczynnika C v i wykładniki określono z tabeli 11. Do frezowania zgrubnego i wykańczającego konstrukcyjnych stali węglowych o σ ≥ 750 MPa przy użyciu płytek węglikowych:

C v = 332, q = 0,2; m = 0,2; x = 0,1; y = 0,4; u = 0,2; p = 0.

Akceptujemy T = 180 min, pkt 2.4 tabela 1.

Ogólny współczynnik korygujący

Kv = K m v K pv K èv K j v

Kmv znajduje się w tabeli 12 dla obróbki stali. Wzór obliczeniowy K m v = K g (750/s in) nv. Zgodnie z tabelą 13, dla obróbki stali węglowej o σ w > 550 MPa dla materiału narzędziowego wykonanego z twardego stopu otrzymujemy K g = 1, n v = 1. Wtedy K m v 1,2 = 1 (750/800) 1,0 = 0,938.

K j v podano w tabeli 2.2.4. - 2 dla frezowania zgrubnego przy j = 45 o K j v1 = 1,1; do frezowania wykańczającego przy j = 60 o K j v2 = 1,0.

K pv podano w tabeli 14 dla obróbki podczas frezowania zgrubnego – odkuwki K pv1 = 0,8, dla frezowania wykańczającego – bez skorupy K pv2 = 1.

Z tabeli 15 znajdujemy Kiv dla obróbki stali frezem konstrukcyjnym z płytami z twardego stopu T5K10 podczas frezowania zgrubnego K i v1 = 0,65, z płytami z twardego stopu T15K6 podczas frezowania wykańczającego K i v2 = 1.

K v1 = 0,938 1,1 0,8 0,65 = 0,535.

Ogólny współczynnik korygujący dla frezowania zgrubnego wynosi

Kv2 = 0,938 1,0 1,0 1,0 = 0,938.

Prędkość skrawania podczas frezowania zgrubnego wynosi

Prędkość skrawania podczas frezowania wykańczającego wynosi:
Szacunkową liczbę obrotów frezu określa się dla frezowania zgrubnego i wykańczającego za pomocą wyrażenia

3.2.2.4. Wyjaśnienie warunków skrawania

Korzystając z paszportu maszyny 6P13, wyjaśniamy możliwe ustawienie prędkości frezu i znajdujemy rzeczywiste wartości dla obróbki zgrubnej n f1 = 200 min -1, dla obróbki wykańczającej n f2 = 1050 min -1, tj. Spośród obliczonych wybieramy najbliższe najmniejsze wartości. W rezultacie zmieni się również rzeczywista prędkość skrawania, która będzie miała miejsce podczas obróbki zgrubnej

v f1 = πDn/1000 = 3,14 125 200/1000 = 78,50 m/min,

i podczas wykańczania

v f2 = πDn/1000 = 3,14 125 1050/1000 = 412,12 m/min.

Aby wyjaśnić wartości posuwu, należy obliczyć prędkość posuwu v S w oparciu o posuw na ząb i na obrót

v S = S o n = S z z n;

v S1 = 0,32 12 200 = 768 mm/min; v S2 = 0,3 1050 = 315 mm/min.

Korzystając z paszportu maszyny, znajdujemy możliwe ustawienie prędkości posuwu, wybierając najbliższe najniższe wartości, v S1 = 800 mm/min, ponieważ wartość ta jest tylko o 4,17% wyższa od obliczonej oraz v S2 = 315 mm/min. Na podstawie przyjętych wartości podajemy wartości posuwu na ząb i na obrót

Sof1 = 800 / 200 = 4 mm/obr.; S zф1 = 4 / 12 = 0,333 mm/ząb;

Sof2 = 315 / 1050 = 0,3 mm/obr.; S zф2 = 0,3 / 12 = 0,025 mm/ząb;

3.2.3. Sprawdzanie wybranego trybu cięcia

Wybrany tryb cięcia sprawdzamy zgodnie z charakterystyką maszyny: mocą na wrzecionie maszyny i maksymalną dopuszczalną siłą przyłożoną do mechanizmu posuwu. Ponieważ obciążenie maszyny podczas obróbki zgrubnej jest znacznie większe niż podczas obróbki wykańczającej, sprawdzamy wybrany tryb skrawania pod kątem frezowania zgrubnego.

Moc zużyta na cięcie musi być mniejsza lub równa mocy na wrzecionie: N đ £ N sp.

Moc wrzeciona

N sp = N mi h = 11 0,8 = 8,8 kW.

Główny składnik siły skrawania określa wzór
Wartość współczynnika Ср i wykładników x, y, u, q, w można znaleźć w tabeli 16: Ср = 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2. Gdy frez zostanie stępiony do akceptowalnego poziomu, siła skrawania stali wzrasta od σв > 600 MPa 1,3...1,4 razy. Akceptujemy wzrost 1,3-krotny.

Ogólny współczynnik korygujący K р = K m р K vр K g р K j р.

K m p wyznacza się zgodnie z Tabelą 17 dla obróbki konstrukcyjnych stali węglowych i stopowych K m p = (s in /750) np, wykładnik n p = 0,3, wówczas K m p = (800/750)0,3 = 1, 02.

K vр określa się zgodnie z tabelą 18 dla obróbki zgrubnej z prędkościami skrawania do 100 m/min z ujemnymi wartościami kąta natarcia K vр1 = 1, dla obróbki wykańczającej z prędkościami skrawania do 600 m/min K vр2 = 0,71.

K g р i K j р określa się zgodnie z Tabelą 19. Przy g = -5 о Kgр = 1,20 i przy j = 45 о K j р1 = 1,06, przy j = 60 о K j р2 = 1,0.

Wartość ogólnego współczynnika korygującego będzie wynosić

K p1 = 1,02 1 1,20 1,06 = 1,297; K p2 = 1,02 0,71 1,20 1,0 = 0,869

Moc skrawania podczas frezowania zgrubnego określa się jako
Warunek prawidłowego doboru trybu cięcia w oparciu o moc napędu N p £ N sh nie jest spełniony, gdyż 48,51 > 8,8 oznacza to, że wybrany tryb cięcia nie może zostać zrealizowany na tej maszynie.

Najskuteczniejszym sposobem zmniejszenia mocy skrawania jest zmniejszenie prędkości skrawania, a także zmniejszenie posuwu na ząb. Moc cięcia należy zmniejszyć 5,5 razy, w tym celu zmniejszymy prędkość cięcia, zmniejszając liczbę obrotów frezu z 200 do 40 obr./min z 78,5 m/min do 14,26 m/min. W tym przypadku prędkość posuwu zmniejszy się z 768 mm/min do v S1 = 0,32 12 40 = 153,6 mm/min. Ponieważ zmiana głębokości skrawania będzie wiązała się z koniecznością wykonania drugiego skoku roboczego, prędkość posuwu zmienimy na 125 mm/min (tab. 20), natomiast posuw na ząb frezu będzie wynosił S z1 = 125/12 40 = 0,26 mm /ząb.

Podstawiając nową wartość posuwu na ząb do wzoru na obliczenie głównej składowej siły skrawania otrzymujemy P z1 = 31405,6 N, moment obrotowy staje się równy M cr1 = 1960,3 Nm, moc skrawania N p1 = 8,04 kW, co spełnia wymagania dotyczące mocy napędu.

Drugim warunkiem jest to, że pozioma składowa siły skrawania (siły posuwu) musi być mniejsza (lub równa) największej sile, na jaką pozwala mechanizm przesuwu wzdłużnego maszyny: P g £ P add.

Dla maszyny 6Р13 Р dodatkowo = 15000 N.

Składowa pozioma siły skrawania Pr w warunkach asymetrycznego frezowania przeciwzgrubnego

P g = 0,6 P z1 = 0,6 31364,3 = 18818,58 N.

Ponieważ warunek P g £ P add (18818,58 > 15000) nie jest spełniony, wybrany tryb skrawania nie spełnia warunku wytrzymałościowego mechanizmu posuwu wzdłużnego maszyny. Aby zmniejszyć składową poziomą siły skrawania, należy zmniejszyć posuw na ząb frezu. Przedstawmy wzór na obliczenie głównej składowej siły skrawania w postaci

Korzystając z nowo wybranej wartości S z1, wyznaczamy v s1 = 0,192 12 40 = 92,16 mm/min, najbliższa mniejsza wartość na maszynie wynosi v s1 = 80 mm/min. Rzeczywisty posuw na obrót frezu wyniesie S оф = 2 mm/obr, rzeczywisty posuw na ząb frezu wyniesie S zф = 0,167 mm/ząb.

Ze względu na wielokrotne przekroczenie pierwszych parametrów obliczeniowych nad dopuszczalne, konieczne jest sprawdzenie poprawności wyboru trybu cięcia podczas przejścia wykańczającego.

Główna składowa siły skrawania podczas wykańczania jest znacznie niższa od wartości dopuszczalnych i dlatego nie ma potrzeby dostosowywania obliczeń.

Ostateczne dane obliczeniowe podsumowano w tabeli

Nazwa wskaźników	Jednostki	Iść
		surowy	wykończeniowy
Głębokość skrawania t	mm	5	1
	mm/ząb	0,323	0,025
Obliczony posuw na obrót frezu S o	mm/obr	3,84	0,3
Projektowa prędkość skrawania v	m/min	88,24	503,25
Projektowa prędkość frezu n	obr./min	224,82	1282,16
	obr./min	200	1050
	m/min	78,50	412,12
	mm/min	768	315
	mm/min	800	315
Rzeczywisty posuw na obrót frezu S	mm/obr	4	0,3
Rzeczywisty posuw na ząb frezu S zф	mm/ząb	0,333	0,025
Główny składnik siły skrawania P z	N	37826,7	521
Moment obrotowy Mcr	Nm	2364,17
Siła cięcia N	kW	48,51
Pierwsza regulacja trybu cięcia
Rzeczywista liczba obrotów frezu n f	obr./min	40
Rzeczywista prędkość skrawania v f	m/min	15,7
Projektowa prędkość posuwu v S	mm/min	159,84
Rzeczywista prędkość posuwu v S f	mm/min	160
Główny składnik siły skrawania P z	N	31364,3
Moment obrotowy Mcr	Nm	1960,3
Siła cięcia N	kW	8,08
Kompozycja pozioma siła skrawania P g	N	18818,58
Regulacja drugiego trybu cięcia
Obliczony posuw na ząb frezu S z	mm/ząb	0,192
Projektowa prędkość posuwu v S	mm/min	92,16
Rzeczywista prędkość posuwu v S f	mm/min	80
Rzeczywisty posuw na obrót S of	mm/obr	2
Rzeczywisty posuw na ząb S zф	mm/ząb	0,167

W ten sposób maszyna jest regulowana według następujących wartości:

Przejście zgrubne n f1 = 40 min -1, v S1 = 80 mm/min;

Przejście końcowe n f2 = 1050 min -1, v S2 = 315 mm/min.

3.2.4. Obliczanie czasu wykonania operacji. 3.2.4.1. Obliczanie czasu głównego.
l 1 = 0,5 125 - √0,04 125 (125 - 0,04 125) = 62,25 - 24,25 = 38 mm.

Zakłada się, że wychylenie frezu l 2 dla frezowania zgrubnego i wykańczającego jest takie samo l 2 = 5 mm.

Liczba skoków roboczych i przy frezowaniu wykańczającym i zgrubnym wynosi 1.

Całkowita długość frezu do frezowania zgrubnego i wykańczającego

Dł. = 800 + 38 + 5 = 843 mm.

Głównym czasem podczas frezowania czołowego przedmiotu obrabianego podczas przejść zgrubnych i wykańczających będzie:

3.2.4.2. Określenie czasu pracy.

Jednostkowy czas spędzony na tej operacji definiuje się jako

T szt. = T o + T vsp + T obs + T dept

Czas pomocniczy T vsp poświęcony na montaż i demontaż części określa tabela 21. Akceptujemy metodę montażu części o długości 800 mm - na stole o wyrównaniu o średniej złożoności; przy masie części do 10 kg czas montażu i demontażu przedmiotu obrabianego wynosi 1,8 minuty. Czas pomocniczy skoku roboczego (tab. 22) przyjmuje się dla obróbki płaszczyzn z jednym chipem testowym – 0,7 minuty, a dla kolejnych przejść – łącznie 0,1 minuty – 0,8 minuty. Czas pomiaru przedmiotu obrabianego za pomocą suwmiarki (tabela 23) dla szerokości i grubości przedmiotu obrabianego (wysokość od stołu) - wymiary do 100 mm z dokładnością do 0,1 mm, przyjmuje się jako równy 0,13 min.

Tfsp = 1,8 + 0,8 + 0,13 = 2,73 min.

Następnie czas operacyjny

T op1 = T o + T vsp = 10,54 + 2,73 = 13,27 min.

To2 = 2,68 + 2,73 = 5,41 min

Czas na obsługę stanowiska pracy i czas odpoczynku liczony jest jako procent czasu pracy:

T dep1 + T obs1 = 10% T op = 0,1 13,27 = 1,32 min;

T dep2 + T obs2 = 10% T op = 0,1 5,41 = 0,54 min;

Jednostkowy czas spędzony na tej operacji wynosi

T szt1 = T o1 + T vsp1 + T obs1 + T dep1 = T o1 0,1 T o1 = 13,27 + 1,32 = 14,59 min.

T szt2 = T o2 + T vsp2 + T obs2 + T dep2 = T o2 0,1 T o2 = 5,41 + 0,54 = 5,95 min.

3.2.4.3. Wyznaczanie czasu obliczeń jednostkowych
3.2.5.1. Określenie wymaganej liczby maszyn

Przyjmujemy ilość maszyn niezbędną do wykonania obróbki zgrubnej Z 1f = 6 szt., a do obróbki wykańczającej Z 2f = 3 szt. Sześć maszyn do obróbki zgrubnej nie wystarczy na całą partię operacyjną, ale jeśli weźmiemy 7 maszyn, otrzymamy duże niedociążenie maszyn pod względem czasu pracy. Preferowane jest przyjęcie załadunku sześciu maszyn z dodatkiem jednej całej zmiany przez pewien okres czasu. Do operacji wykańczającej 3 maszyny nie zostaną w pełni załadowane podczas zmiany i aby nie zostać ponownie przestrojone do wykonania innej operacji, konieczne jest dostosowanie wielkości zadania zmianowego - partii operacyjnej. Jedną zmianę na określony czas można zwolnić na wykonywanie innych prac lub konserwację sprzętu. W takim przypadku partie operacyjne będą

P 1f = Z 1f T cm 60 / T wk1 = 6 8 60 / 14,71 = 196 szt.

P 2f = Z 2f T cm 60 / T wk2 = 3 8 60 / 6,07 = 237 szt.

Podczas obróbki zgrubnej wystąpi niedobór sprzętu

(P 1 - P 1f) / P 1 = (200 - 196) / 200 = 1 / 50,

te. Po 50 zmianach musisz dodać jeszcze jedną, aby ukończyć całe zadanie.

Po zakończeniu obróbki wyniesie nadmiar czasu na sprzęt

(P 2f - P 2) / P 2 = (237-200) / 200 = 10 / 54,

te. mniej więcej co 6 zmian jedna zmiana może zostać zwolniona na wykonanie innej pracy.

3.2.5.2. Główny współczynnik czasu

W operacjach obliczonych czas główny w ramach czasu akordowego będzie miał następujący udział

K o1 = T o1 / T w1 = 10,54 / 14,59 = 0,72

K o2 = T o2 / T w2 = 2,68 / 5,95 = 0,45

Dane sugerują, że przy wykonywaniu obróbki wykańczającej stosunkowo dużo czasu przeznacza się na działania pomocnicze, dlatego należy podjąć działania organizacyjne lub technologiczne w celu mechanizacji procesów, skrócenia czasu pomocniczego, połączenia czasu głównego z czasem pomocniczym itp. Podczas wykonywania obróbki zgrubnej udział czasu głównego jest dość wysoki i nie wymaga żadnych priorytetowych działań.

3.2.5.3. Współczynnik wykorzystania mocy maszyny

W operacji obróbki zgrubnej moc skrawania wynosi 8,04 kW przy mocy wrzeciona maszyny 8,8 kW, a współczynnik wykorzystania mocy wynosi

K N = N p / N st h = 8,04 / 11 0,8 = 0,92

Współczynnik wykorzystania mocy maszyny K N jest dość wysoki, w razie potrzeby można go nieznacznie zwiększyć zwiększając posuw na ząb.

WYKAZ WYKORZYSTANYCH ŹRÓDEŁ

1. Kołokatow A.M. Wytyczne dotyczące obliczania (przypisywania) trybów skrawania podczas frezowania czołowego. - M., MIISP, 1989. - 27 s.

2. Niekrasow S.S. Obróbka materiałów poprzez cięcie. - M.: Agropromizdat, 1988. - 336 s.

3. Cięcie materiałów konstrukcyjnych, narzędzi skrawających i maszyn / Krivoukhov V.A., Petrukha P.P. i inni - M.: Mashinostroenie, 1967. - 654 s.

4. Krótki podręcznik dla metalowców./ wyd. A.N. Malova i inni - wydanie 2 - M.: Mashinostroenie, 1971. - 767 s.

5. Podręcznik technologa - inżyniera mechanika. W 2 tomach /wyd. A.G. Kosilova i R.K. Meshcheryakov – wydanie 4, poprawione. i dodatkowe – M.: Mashinostroenie, 1985.

6. Dolmatovsky G.A. Przewodnik technologa po skrawaniu metali. - wyd. 3, poprawione. - M.: GNTI, 1962. - 1236 s.

7. Nekrasov S.S., Baikalova V.N. Zalecenia metodologiczne dotyczące odrabiania zadań domowych z kursu „Przetwarzanie materiałów konstrukcyjnych przez cięcie” (dla studentów wydziałów mechanizacji rolnictwa i inżynieryjno-pedagogicznego). - M.: MIISP, 1988. - 38 s.

8. Niekrasow S.S., Baikalova V.N., Kolokatov A.M. Określenie standardu technicznego czasu pracy maszyn: Zalecenia metodyczne. - M.: MGAU, 1995. - 20 s.

9. Niekrasow S.S., Kołokatow A.M., Bagramow L.G. Szczegółowe kryteria oceny efektywności technicznej i ekonomicznej procesów technologicznych: Zalecenia metodologiczne. - M.: MGAU, 1997. - 7 s.

APLIKACJE

Tabela 1

Standardowe frezy czołowe

GOST	Rodzaje frezów czołowych	Średnica noża, (mm) / liczba noży tnących, (szt.).
26595-85	Frezy trzpieniowe z mechanicznym mocowaniem płytek wielopłaszczyznowych. Rodzaje i główne rozmiary.	50/5, 63/6, 80/8, (80/10), 100/8, 100/10, 125/8, 125/12, 160/10, 160/14, (160/16), 200/12, 200/16, (200/20), 250/14, 250/24, 315/18, 315/30, 400/20, 400/40, 500/26, 500/50
24359-80	Frezy trzpieniowe montowane są z nożami płytkowymi wyposażonymi w płytki z węglików spiekanych. Projekt i wymiary.	100/8, 125/8, 160/10, 200/12, 250/14, 315/18, 400/20, 500/26, 630/30
22085-76	Frezy trzpieniowe z mechanicznym mocowaniem pięciokątnych płytek węglikowych
22087-76	Frezy czołowe z mechanicznym mocowaniem pięciokątnych płytek węglikowych	63/5, 80/6
22086-76	Frezy trzpieniowe z mechanicznym mocowaniem okrągłych płytek węglikowych	100/10, 125/12, 160/14, 200/16
22088-76	Frezy czołowe z mechanicznym mocowaniem okrągłych płytek węglikowych	50/5, 63/6, 80/8
9473-80	Frezy trzpieniowe o drobnych zębach z nożami płytkowymi wyposażonymi w płytki z węglików spiekanych. Projekt i wymiary.	100/10, 125/12, 160/16, 200/20, 250/24, 315/30, 400/36, 500/44, 630/52
9304-69	Zamontowano frezy końcowe. Rodzaje i główne rozmiary.	40/10, 50/12, 63/14, 80/16, 100/18, 63/8, 80/10,100/12,
16222-81	Frezy palcowe do obróbki stopów lekkich	50, 63, 80 przy z = 4
16223-81	Frezy trzpieniowe z płytkami nożowymi i płytkami węglikowymi do obróbki stopów lekkich. Projekt i wymiary.	100/4, 125/6, 160/6, 200/8, 250/10, 315/12

Uwaga: W nawiasach podano frezy o innej konstrukcji

Tabela 2

Frezy czołowe z mechanicznym mocowaniem płytek wielościennych

(GOST 26595-85)

Uwaga: Przykładowy symbol frezu czołowego o średnicy 80 mm, skrawający prawoskrętnie, z mechanicznym mocowaniem wkładek trójkątnych z twardego stopu, o liczbie zębów 8: Młyn 2214-0368 GOST 26595-85.

To samo dotyczy płyt wykonanych z węglika bezwolframowego:

Młyn 2214-0368 B GOST 26595-85.

Tabela 3

Frezy palcowe z nożami płytkowymi wyposażone w

płyty ze stopów twardych (GOST 24359-80)

Przeznaczenie	D, mm	Z	Przeznaczenie	D, mm	Z

Uwagi: 1. Główny kąt planu j może wynosić 45 0, 60 0, 75 0, 90 0

Przykład symbolu frezu prawoskrętnego

z nożami wyposażonymi w płytki z twardego stopu

T5K10 o średnicy 200 mm i kącie j = 60 0:

Młyn 2214-0007 T5K10 60 0 GOST 24359-80

Tabela 4

Frezy trzpieniowe i mocujące z mocowaniem mechanicznym

okrągłe wkładki z węglika

GOST	Przeznaczenie	D, mm	Z
22088-76
22086-76

Uwaga: Przykładowy symbol frezu o średnicy 80 mm:

Młyn 2214-0323 GOST 22088-76

Tabela 5

Gatunki węglików do frezów czołowych

	Gatunek węglika na frezy czołowe podczas obróbki
Rodzaj frezowania	węgiel i stop niehartowany	trudne w obróbce zmywalny	żeliwo
	stać się		HB240	HB 400...700
surowy	T5K10, T5K12B			-
półfinał				VK6M
wykończeniowy				VK3M

Uwaga: W stopie VK6M litera M oznacza strukturę drobnoziarnistą.

Litery OM - szczególnie drobnoziarnista struktura

Tabela 6

Parametry geometryczne części skrawającej frezów walcowo-czołowych

z wkładkami węglikowymi

Uwzględniając tylko jeden wymiar projektowy lub jeden naddatek, tworzy technologiczny łańcuch wymiarowy. Wartości minimalnych naddatków Zi-jmin dla operacji kształtowania pobierane są z obliczeń wymiarów operacyjnych-współrzędnych metodą normatywną i wprowadzane w tabeli. 7.2. Po wyznaczeniu Zi-jmin układamy początkowe równania łańcuchów wymiarowych dotyczące Zi-jmin: gdzie Xr min jest najmniejszą...

		Kąt tylny dla		Kąt podejścia			Narożnik
Przetwarzalne materiał		pracować z paszą			krawędź przejściowa
	G	< 0,25	> 0,25	J			l
strukturalny węgiel: przy 800 GBP MPa s w > 800 MPa					j/2
Żeliwo szare					j/2
Żeliwo ciągliwe

Obróbkę powierzchni przedmiotów poprzez frezowanie można przeprowadzić dopiero po opracowaniu mapy technologicznej, która wskazuje główne tryby obróbki. Takie prace są zwykle wykonywane przez specjalistę, który przeszedł specjalne szkolenie. Warunki skrawania podczas frezowania mogą zależeć od różnych wskaźników, na przykład rodzaju materiału i użytego narzędzia. Główne wskaźniki na frezarce można ustawić ręcznie, a wskaźniki są również wskazywane na numerycznej jednostce sterującej. Na szczególną uwagę zasługuje frezowanie gwintów, gdyż powstałe produkty charakteryzują się dość dużą liczbą różnych parametrów. Rozważmy szczegółowo cechy wyboru trybów cięcia podczas frezowania.

Prędkość cięcia

Najważniejszy tryb podczas frezowania można nazwać prędkością skrawania. Określa, w jakim czasie dana warstwa materiału zostanie usunięta z powierzchni. Większość maszyn ma stałą prędkość cięcia. Przy wyborze odpowiedniego wskaźnika bierze się pod uwagę rodzaj materiału przedmiotu obrabianego:

1. Podczas pracy ze stalą nierdzewną prędkość cięcia wynosi 45-95 m/min. Ze względu na dodatek różnych pierwiastków chemicznych do składu zmienia się twardość i inne wskaźniki, a stopień urabialności maleje.
2. Brąz jest uważany za bardziej miękki skład, dlatego ten tryb podczas frezowania można wybrać w zakresie od 90-150 m/min. Jest stosowany do produkcji szerokiej gamy produktów.
3. Mosiądz stał się dość powszechny. Służy do produkcji elementów blokujących i różnych zaworów. Miękkość stopu pozwala zwiększyć prędkość skrawania do 130-320 m/min. Mosiądze mają tendencję do zwiększania plastyczności pod wpływem wysokiej temperatury.
4. Stopy aluminium są dziś bardzo powszechne. W tym przypadku istnieje kilka opcji projektowania, które mają różne właściwości użytkowe. Dlatego tryb frezowania waha się od 200 do 420 m/min. Warto wziąć pod uwagę, że aluminium jest stopem o niskiej temperaturze topnienia. Dlatego przy dużych prędkościach obróbki istnieje możliwość znacznego wzrostu wskaźnika plastyczności.

Istnieje dość duża liczba tabel służących do określenia głównych trybów pracy. Wzór na określenie obrotów prędkości skrawania jest następujący: n=1000 V/D, który uwzględnia zalecaną prędkość skrawania oraz średnicę zastosowanego frezu. Podobny wzór pozwala określić liczbę obrotów dla wszystkich rodzajów przetwarzanych materiałów.

Tryb frezowania, o którym mowa, jest mierzony w metrach na minutę wycinających części. Warto wziąć pod uwagę, że eksperci nie zalecają jazdy wrzecionem z maksymalną prędkością, ponieważ zużycie znacznie wzrasta i istnieje możliwość uszkodzenia narzędzia. Dlatego uzyskany wynik jest zmniejszony o około 10-15%. Biorąc pod uwagę ten parametr, wybierane jest najodpowiedniejsze narzędzie.

Prędkość obrotowa narzędzia określa:

1. Jakość uzyskanej powierzchni. Do końcowej operacji technologicznej wybierany jest największy parametr. Ze względu na obrót osiowy przy dużej liczbie obrotów, wióry są zbyt małe. Natomiast w przypadku operacji zgrubnych wybiera się niskie wartości, frez obraca się z mniejszą prędkością, a rozmiar wióra wzrasta. Dzięki szybkiemu obrotowi osiąga się niską chropowatość powierzchni. Nowoczesne instalacje i urządzenia umożliwiają uzyskanie powierzchni typu lustrzanego.
2. Produktywność pracy. Przygotowując produkcję, zwraca się również uwagę na wydajność używanego sprzętu. Przykładem jest warsztat zakładu budowy maszyn, w którym tworzona jest produkcja masowa. Znaczące zmniejszenie trybów przetwarzania powoduje spadek produktywności. Najbardziej optymalny wskaźnik znacznie zwiększa wydajność pracy.
3. Stopień zużycia zainstalowanego narzędzia. Nie zapominaj, że gdy krawędź tnąca ociera się o obrabianą powierzchnię, następuje poważne zużycie. Przy silnym zużyciu dokładność produktu zmienia się, a wydajność pracy maleje. Z reguły zużycie wiąże się z silnym nagrzewaniem powierzchni. Dlatego też linie produkcyjne o dużej przepustowości wykorzystują urządzenia, które mogą dostarczać chłodziwo do strefy usuwania materiału.

W tym przypadku ten parametr jest wybierany z uwzględnieniem innych wskaźników, na przykład głębokości posuwu. W związku z tym sporządzana jest mapa technologiczna z jednoczesnym doborem wszystkich parametrów.

Głębokość cięcia

Drugim najważniejszym parametrem jest głębokość frezowania. Charakteryzuje się następującymi cechami:

1. Głębokość cięcia dobierana jest w zależności od materiału przedmiotu obrabianego.
2. Przy wyborze zwraca się uwagę na to, czy wykonywana jest obróbka zgrubna czy wykańczająca. Podczas obróbki zgrubnej wybierana jest większa głębokość zagłębiania, ponieważ ustawiana jest niższa prędkość. Podczas wykańczania usuwa się niewielką warstwę metalu, ustawiając narzędzie na dużą prędkość obrotową.
3. Wskaźnik jest również ograniczony cechami konstrukcyjnymi narzędzia. Wynika to z faktu, że część tnąca może mieć różne rozmiary.

Głębokość skrawania w dużej mierze determinuje wydajność sprzętu. Ponadto taki wskaźnik w niektórych przypadkach dobiera się w zależności od rodzaju powierzchni, którą należy uzyskać.

Moc siły skrawania podczas frezowania uzależniona jest od rodzaju zastosowanego frezu oraz rodzaju sprzętu. Dodatkowo frezowanie zgrubne płaskiej powierzchni przeprowadza się w kilku przejściach, gdy konieczne jest usunięcie dużej warstwy materiału.

Specjalny proces technologiczny można nazwać pracą uzyskiwania rowków. Wynika to z faktu, że ich głębokość może być dość duża, a tworzenie takich wgłębień technologicznych odbywa się dopiero po wykończeniu powierzchni. Frezowanie rowków T odbywa się za pomocą specjalnego narzędzia.

Okres pełnienia obowiązków

Koncepcja posuwu jest podobna do głębokości zanurzenia. Posuw podczas frezowania, jak w przypadku każdej innej operacji obróbki metalowych przedmiotów, jest uważany za najważniejszy parametr. Trwałość użytego narzędzia w dużej mierze zależy od posuwu. Cechy tej cechy obejmują następujące punkty:

1. Jak gruby jest materiał usuwany w jednym przejściu?
2. Produktywność używanego sprzętu.
3. Możliwość obróbki zgrubnej lub wykańczającej.

Dość powszechną koncepcję można nazwać posuwem na ząb. Wskaźnik ten jest wskazywany przez producenta narzędzia i zależy od głębokości cięcia i cech konstrukcyjnych produktu.

Jak wspomniano wcześniej, wiele wskaźników jest związanych z trybem cięcia. Przykładem jest prędkość skrawania i posuw:

1. Wraz ze wzrostem wartości posuwu prędkość skrawania maleje. Wynika to z faktu, że przy usuwaniu dużej ilości metalu w jednym przejściu znacznie wzrasta obciążenie osiowe. Jeśli wybierzesz dużą prędkość i posuw, narzędzie szybko się zużyje lub po prostu złamie.
2. Zmniejszając posuw, zwiększa się również dopuszczalna prędkość obróbki. Dzięki szybkiemu obrotowi frezu można znacznie poprawić jakość powierzchni. W momencie frezowania wykańczającego wybierana jest minimalna wartość posuwu i maksymalna prędkość, przy zastosowaniu odpowiedniego sprzętu można uzyskać niemal lustrzaną powierzchnię.

Dość powszechną wartością paszy jest 0,1-0,25. Jest wystarczający do przetwarzania najpopularniejszych materiałów w różnych gałęziach przemysłu.

Szerokość frezowania

Kolejnym parametrem branym pod uwagę przy obróbce detali jest szerokość frezowania. Może zmieniać się w dość dużym zakresie. Szerokość dobierana jest podczas frezowania na maszynie Have lub innym sprzęcie. Wśród funkcji zwracamy uwagę na następujące punkty:

1. Szerokość frezowania uzależniona jest od średnicy frezu. Takie parametry, które zależą od cech geometrycznych części skrawającej i nie mogą być regulowane, są brane pod uwagę przy bezpośrednim wyborze narzędzia.
2. Szerokość frezowania wpływa także na dobór innych parametrów. Dzieje się tak dlatego, że wraz ze wzrostem wartości wzrasta również ilość materiału usuniętego w jednym przejściu.

W niektórych przypadkach szerokość frezowania pozwala na uzyskanie wymaganej powierzchni w jednym przejściu. Przykładem jest przypadek uzyskania płytkich rowków. W przypadku cięcia płaskiej powierzchni o dużej szerokości liczba przejść może się nieznacznie różnić, jest ona obliczana w zależności od szerokości frezowania.

Jak wybrać tryb w praktyce?

Jak już wspomniano, w większości przypadków mapy technologiczne opracowywane są przez specjalistę, a mistrz może jedynie wybrać odpowiednie narzędzie i ustawić określone parametry. Ponadto mistrz musi wziąć pod uwagę stan sprzętu, ponieważ wartości graniczne mogą prowadzić do awarii. W przypadku braku mapy technologicznej trzeba samemu dobrać tryby frezowania. Obliczanie warunków skrawania podczas frezowania odbywa się z uwzględnieniem następujących punktów:

1. Rodzaj używanego sprzętu. Przykładem jest przypadek cięcia podczas frezowania na maszynach CNC, gdzie ze względu na duże możliwości technologiczne urządzenia można dobrać wyższe parametry obróbki. Na starszych maszynach, które zostały oddane do użytku kilkadziesiąt lat temu, wybierane są niższe parametry. Przy ustalaniu odpowiednich parametrów zwraca się także uwagę na stan techniczny sprzętu.
2. Kolejnym kryterium wyboru jest rodzaj użytego narzędzia. Do produkcji noży można stosować różne materiały. Na przykład wersja wykonana z wysokiej jakości stali szybkotnącej nadaje się do obróbki metalu przy dużych prędkościach skrawania, frez z końcówkami ogniotrwałymi jest preferowany, gdy podczas frezowania konieczne jest frezowanie twardego stopu z dużym posuwem. Znaczenie ma również kąt ostrzenia krawędzi tnącej, a także wielkość średnicy. Na przykład wraz ze wzrostem średnicy narzędzia skrawającego zmniejsza się posuw i prędkość skrawania.
3. Rodzaj obrabianego materiału można nazwać jednym z najważniejszych kryteriów wyboru trybu cięcia. Wszystkie stopy charakteryzują się określoną twardością i stopniem obrabialności. Przykładowo przy obróbce miękkich stopów metali nieżelaznych można wybrać większą prędkość i posuw, w przypadku stali hartowanej czy tytanu wszystkie parametry ulegają obniżeniu. Ważnym punktem jest to, że frez jest wybierany nie tylko biorąc pod uwagę warunki skrawania, ale także rodzaj materiału, z którego wykonany jest przedmiot obrabiany.
4. Tryb cięcia dobierany jest w zależności od wykonywanego zadania. Przykładem jest cięcie zgrubne i cięcie wykańczające. Czerń charakteryzuje się dużym posuwem i małą szybkością obróbki, w przypadku wykańczania jest odwrotnie. Aby uzyskać rowki i inne otwory technologiczne, wskaźniki dobierane są indywidualnie.

Jak pokazuje praktyka, głębokość skrawania w większości przypadków podczas obróbki zgrubnej jest dzielona na kilka przejść, podczas gdy podczas obróbki wykańczającej jest tylko jedno. W przypadku różnych produktów można zastosować tabelę trybów, co znacznie upraszcza zadanie. Istnieją również specjalne kalkulatory, które automatycznie obliczają wymagane wartości na podstawie wprowadzonych danych.

Wybór trybu w zależności od rodzaju obcinarki

Aby uzyskać ten sam produkt, można zastosować różne rodzaje krajarek. Wybór podstawowych trybów frezowania odbywa się w zależności od projektu i innych cech produktu. Tryby cięcia podczas frezowania za pomocą frezów tarczowych lub innych opcji projektowych dobierane są w zależności od następujących punktów:

1. Sztywność zastosowanego układu. Przykładem są cechy maszyny i różnych urządzeń. Nowy sprzęt charakteryzuje się zwiększoną sztywnością, co pozwala na zastosowanie wyższych parametrów przetwórstwa. W starszych maszynach sztywność zastosowanego układu jest zmniejszona.
2. Należy również zwrócić uwagę na proces chłodzenia. Dość duża ilość sprzętu zapewnia dostarczanie chłodziwa do strefy przetwarzania. Dzięki tej substancji temperatura krawędzi skrawającej jest znacznie obniżona. Chłodziwo musi być dostarczane do strefy usuwania materiału w sposób ciągły. Jednocześnie usuwane są również powstałe wióry, co znacznie poprawia jakość cięcia.
3. Strategia przetwarzania również ma znaczenie. Przykładem jest to, że produkcję tej samej powierzchni można realizować poprzez naprzemienne wykonywanie różnych operacji technologicznych.
4. Wysokość warstwy, którą można usunąć w jednym przejściu narzędzia. Ograniczenie może zależeć od wielkości narzędzia i wielu innych cech geometrycznych.
5. Rozmiar obrabianych detali. Duże przedmioty obrabiane wymagają narzędzia odpornego na zużycie, które nie nagrzewa się w określonych warunkach skrawania.

Uwzględnienie wszystkich tych parametrów pozwala na dobór najodpowiedniejszych parametrów frezowania. Uwzględnia to rozkład naddatku podczas frezowania frezami sferycznymi, a także cechy obróbki za pomocą frezu palcowego.

Klasyfikacja danego instrumentu przeprowadzana jest według dość dużej liczby cech. Najważniejsze jest rodzaj materiału użytego do produkcji krawędzi tnącej. Np. frez VK8 przeznaczony jest do pracy z przedmiotami wykonanymi z twardych stopów i hartowanej stali. Zaleca się stosowanie tej opcji konstrukcyjnej przy niskich prędkościach skrawania i wystarczającym posuwie. Jednocześnie frezy szybkobieżne można stosować do obróbki z dużą szybkością skrawania.

Z reguły wyboru dokonuje się z uwzględnieniem wspólnych tabel. Główne właściwości to:

1. Prędkość cięcia.
2. Rodzaj przetwarzanego materiału.
3. Rodzaj noża.
4. Prędkość.
5. Okres pełnienia obowiązków.
6. Rodzaj wykonywanej pracy.
7. Zalecany posuw na ząb w zależności od średnicy frezu.

Korzystanie z dokumentacji regulacyjnej pozwala wybrać najbardziej odpowiednie tryby. Jak wcześniej zauważono, proces technologiczny powinien opracować wyłącznie specjalista. Popełnione błędy mogą prowadzić do złamania narzędzia, obniżenia jakości powierzchni przedmiotu obrabianego i błędów w narzędziach, a w niektórych przypadkach do awarii sprzętu. Dlatego należy zwrócić szczególną uwagę na wybór najodpowiedniejszego trybu cięcia.

Wybór trybu w zależności od materiału

Wszystkie materiały charakteryzują się pewnymi właściwościami użytkowymi, które należy również wziąć pod uwagę. Przykładem jest frezowanie brązu, które przeprowadza się przy prędkościach skrawania od 90 do 150 m/min. W zależności od tej wartości dobierana jest ilość paszy. Wyroby ze stali PSh15 i stali nierdzewnej przetwarzane są przy zastosowaniu innych parametrów.

Rozważając rodzaj przetwarzanego materiału, zwraca się również uwagę na następujące punkty:

1. Twardość. Najważniejszą cechą materiałów jest twardość. Może zmieniać się w szerokim zakresie. Zbyt duża twardość sprawia, że ​​część jest mocna i odporna na zużycie, ale jednocześnie proces obróbki staje się bardziej skomplikowany.
2. Stopnie obrabialności. Wszystkie materiały charakteryzują się pewnym stopniem urabialności, który zależy również od ciągliwości i innych wskaźników.
3. Zastosowanie technologii w celu poprawy właściwości.

Dość powszechnym przykładem jest hartowanie. Technologia ta polega na nagrzaniu materiału, a następnie jego ochłodzeniu, po czym znacząco wzrasta wskaźnik twardości. Często przeprowadza się również kucie, odpuszczanie i inne procedury zmiany składu chemicznego warstwy wierzchniej.

Podsumowując, zauważamy, że dziś można znaleźć po prostu ogromną liczbę różnych map technologicznych, które wystarczy pobrać i wykorzystać, aby uzyskać wymagane części. Przy ich rozpatrywaniu zwraca się uwagę na rodzaj materiału obrabianego, rodzaj narzędzia i zalecane wyposażenie. Samodzielne opracowanie trybów cięcia jest dość trudne, w takim przypadku należy wstępnie sprawdzić wybrane parametry. W przeciwnym razie może dojść do uszkodzenia zarówno narzędzia, jak i używanego wyposażenia.