6 часть москаленко

6 Наукова робота

ВИЗНАЧЕННЯ ТОВЩИНИ ЗРІЗУ ПРИ ФРЕЗЕРУВАННІ ПЛОЩИНИ ТОРЦЕВОЮ ФРЕЗОЮ
Товщина зрізу є однією з важливих характеристик процесу різання та визначається поряд зі швидкістю різання і схемою зрізування припуску, завантаження різальної кромки інструменту. Відомо, що найбільш часто інструмент у процесі різання зношується нерівномірно. Причиною цього є нерівномірне завантаження окремих ділянок різальних кромок. Інтенсивне зношування спостерігається на тих ділянках, де умови роботи найбільш важкі, які визначаються як режимами різання, так і схемою зрізування припуску, так і геометрією інструмента. Щодо товщини зрізу як однієї з характеристик завантаження різальної частини інструмента і як однієї з умов проходження процесу різання обмежують як максимальні, так і мінімальні товщини зрізу. При незначних товщинах зрізу в результаті округлення різальних кромок різання відбувається з великими від’ємними за значеннями передніми кутами, внаслідок чого спостерігаються високі температури в зоні різання, підвищені зусилля різання, швидкий знос інструменту. Особливо це належить до багатозубих інструментів, де подача на зуб зменшується пропорційно кількості зубів і прикладом яких є фрези.
Максимальна товщина зрізу обмежується міцністю інструмента та елементів верстата, точністю та шорсткістю оброблювальної поверхні, що зумовлюють при підвищенні товщини зрізу збільшення зусилля та температури різання, деформації технологічної системи та вібрації при різанні.
Аналіз схем обробки форм і геометрії різальної частини інструмента показує, що в загальному випадку товщина зрізу змінюється вздовж різальних кромок. Визначення цієї зміни дозволяє доцільно розділити завантаження як між різальними кромками багатозубих інструментів, так і вздовж різальних кромок інструментів.
У роботі розглянуто задача визначення товщини зрізу при фрезеруванні площини торцевими фрезами. Необхідність його вирішення спричинено тим, що в теорії різання використовуються спрощені залежності для розрахунку товщини зрізу, які не повною мірою визначають її зміну в кожній точці різальної кромки та сукупність параметрів, від яких залежить товщина зрізу.

КІНЕМАТИКА ПРОЦЕСУ ТА РОЗМІРИ ЗРІЗУВАНОГО ШАРУ ПРИ ФРЕЗЕРУВАННІ ТОРЦЕВИМИ ФРЕЗАМИ
Торцеві фрези – багатолезові інструменти, призначені для оброблення площин. Схема обробки торцевої фрези включає головний рух різання, обертання фрези навколо осі і прямолінійно-поступальний рух подачі.
Залежно від встановлення фрези відносно оброблюваної заготовки і співвідношення між діаметром фрези і шириною заготовки фрезерування може бути симетричним повним, симетричним не повним і не симетричним (рис. 1 а, б, в)


Рисунок 1  Схема встановлення фрези

У теорії різання при торцевому фрезеруванні прийнято миттєвий рух контакту (, який дорівнює 0, відраховувати не від точки входу фрези у зрізуваний шар, а від положення радіуса фрези, перпендикулярного до напрямку руху подачі.
Схема визначення розміру зрізуваного шару при фрезеруванні торцевими фрезами наведена на риc. 2.

Рисунок 2  Схема визначення розміру зрізуваного шару при фрезеруванні торцевими фрезами

Прийнята в теорії різання формула для визначення товщини зрізу торцевими фрезами має вигляд
13EMBED Equation.31415, (1)
де ( =90(+(.
За цією формулою розраховується товщина зрізу у вершинній точці різальної кромки, що цілком задовольняє рішення основних задач теорії різання.
Проте при проектуванні різального інструменту виникає задача визначення товщини зрізу вздовж різальної кромки.

ВИЗНАЧЕННЯ ТОВЩИНИ ЗРІЗУ
При фрезеруванні торцевою фрезою положення різальної кромки АС характеризується кутом у плані ( і кутом нахилу різальної кромки (. Визначимо товщину зрізу в точці С різальної кромки, положення якої задано розміром l та величинами кутів ( та (. У системі XYZ (рис. 3) вектор (S подачі на зуб буде
13EMBED Equation.31415,
·(2)
де (  кут повороту фрези зуба навколо її осі, який у процесі фрезерування безперервно змінюється.
Швидкість головного руху різання, тобто швидкість обертання точки С навколо осі в системі XYZ буде
13EMBED Equation.31415, (3)
де кут ( визначається з відношення
13EMBED Equation.31415, (4)
де R – радіус вершинної точки А досліджуваного зуба фрези.

Рисунок 3  Визначення товщини зрізу

Відому загальну формулу для розрахунку товщини зрізу різних інструментів [3]
13EMBED Equation.31415, (5)
в розгорнутому вигляді запишемо:
13EMBED Equation.31415.
Відповідно до цієї формули товщина зрізу при обробці площини торцевою фрезою буде дорівнювати:
13EMBED Equation.31415. (6)
Після перетворення формули для визначення товщини зрізу вздовж різальної кромки торцевою фрезою буде
13EMBED Equation.31415. (7)
Для вершинної точки А зуба торцевої фрези параметри l та ( дорівнюють нулю.
Підставивши у формулу (2) для визначення товщини зрізу значення l=0 та (=0, одержимо
13EMBED Equation.31415,
що відповідає формулі (1), яка використовується в теорії різання матеріалів.
Таким чином, товщина зрізу при фрезеруванні площини торцевою фрезою змінюється в процесі обробки, оскільки змінюється кут ( контакту зуба фрези з оброблюваною заготовкою.
Максимальне значення товщини зрізу буде при (+
·=0. У цьому випадку в довільній точці С різальної кромки будемо мати
13EMBED Equation.31415.
Відповідно для вершинної точки зуба фрези при (=0

13EMBED Equation.31415.
Положення осі фрези відносно осі симетрії впливає на діапазон зміни кута
· у процесі фрезерування. Розглянемо цей вплив.

ВПЛИВ РОЗМІЩЕННЯ ОСІ ФРЕЗИ ВІДНОСНО ЗАГОТОВКИ
Для довільної точки С різальної кромки діапазон зміни кута ( буде (1+(2 (рис. 4).
Кути (1 і (2 визначаються залежностями
13EMBED Equation.31415, 13EMBED Equation.31415,
де Rс – радіус точки С;
Н1 і Н2 – величини, що визначають положення осі фрези відносно оброблюваної заготовки шириною H=H1+H2.
Для вершинної точки А різальної кромки діапазон зміни кута ( дорівнює (3+(4. Кути (3 та (4 визначаються відповідно за залежностями
13EMBED Equation.31415, 13EMBED Equation.31415,
де Rа – радіус вершинної точки А.

Рисунок 4  Вплив розміщення осі фрези відносно заготовки

Таким чином, змінюючи положення осі фрези відносно оброблюваної заготовки і діаметральні розміри фрези, можна впливати на характер зміни товщини зрізу в процесі різання і відповідно в початковий момент контакту зуба фрези і заготовки та в кінці контакту фрези із заготовкою.
Найкращі умови врізання мають місце у випадку початкового контакту, визначаються величинами геометричних параметрів різальної частини фрези кутами ( та (.

ВИСНОВКИ
У роботі запропоновані уточнені залежності, що дозволяють визначити товщину зрізу при фрезеруванні торцевими фрезами площин у будь-який момент часу довільної точки зуба фрези.
Товщина зрізу при фрезеруванні площини торцевою фрезою змінюється у процесі обробки, оскільки змінюється кут ( контакту зуба фрези з оброблюваною заготовкою і максимального значення досягає в положенні зуба, для якого (+
·=0.
Також розглянуто, що при зміні розміщення осі фрези відносно заготовки та діаметральні розміри фрези можна впливати на значення товщини зрізу фрези і відповідно за рахунок зміни кутів ( та ( вибирати більш оптимальні умови врізання фрези в заготовку.


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист



ТМ 09010251-00


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист



ТМ 09010251-00


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист



ТМ 09010251-00


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист



ТМ 09010251-00




Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native

Приложенные файлы

  • doc 372653
    Размер файла: 707 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий