ЛЕКЦИЯ 8 Фрезерование Классификация видов фрезерования Кинематика

ЛЕКЦИЯ № 8 Фрезерование. Классификация видов фрезерования. Кинематика процесса. Силы и мощность при фрезеровании.

• Фрезерование – это процесс резания вращающимися резцами, в котором траекторией резания является циклоида. • Фрезерованием обрабатывают поверхности деталей для уменьшения шероховатости, образования заданного профиля при формировании концов деталей для образования присоединительных поверхностей, а также формирования в деталях различных отверстий.

• Процесс фрезерования является универсальным по технологическому назначению и включает в себя: - поверхностную обработку заготовок; - обработку профильных и непрофильных кривых и объемное копирование; - глубинную обработку (пазовое фрезерование, формирование на концах деталей присоединительных элементов; - деление древесины (измельчение на технологическую щепу и стружку).

Виды обработки на фрезерных станках: а – на продольно-фрезерных; б – на фрезерных станках.

Классификация видов фрезерования: 1. По расположению лезвий режущего инструмента относительно оси вращения и форме поверхностей, описываемых лезвием в пространстве - цилиндрическое (а) (лезвия параллельны оси вращения) ; а) - коническое (б) (лезвия наклонены к оси вращения на некоторый угол); б) - торцовое (в) (лезвия расположены перпендикулярно оси вращения) в)

2. По расположению обработанной поверхности и направлению подачи относительно волокон древесины - вдоль волокон (а) (обработанная поверхность и направление подачи параллельны волокнам); а) - поперек волокон (б) (обработанная поверхность параллельна волокнам, направление подачи перпендикулярно им); б) - в торец (в) (обработанная поверхность и направление подачи перпендикулярны направлению волокон). в)

3. По количеству режущих лезвий - открытое (а) (резание одним резцом); - полузакрытое (б) (резание двумя резцами); а) б) - закрытое (в) (резание тремя резцами) в) 4. По направлению подачи заготовки относительно направления вращения инструмента: встречная; попутная

• В соответствии с требованиями технологической операции фрезерования, созданы группы станков: фуговальные, рейсмусовые, 4 -х сторонние продольнофрезерные, фрезерно-копировальные, шипорезные и пр. • Фрезерование выполняется режущим инструментом – фрезами (цельными, сборными, составными), многорезцовым инструментом, вращающимся вокруг оси вала, располагаемого в опорах станка.

Оборудование для фрезерования древесины

Фрезерный инструмент

Цилиндрическое фрезерование Главное движение – вращательное, при котором каждая точка лезвия описывает окружность - окружность резания , а все лезвия – цилиндрическую поверхность. Характеристика окружности резания – радиус R (мм). Скорость перемещения точки лезвия по траектории главного движения, V, (м/с): V = 2πRn/60. 1000; (В производственных условиях V = 20… 70 м/с).

l Траектория движения подачи – прямая линия. Скорость подачи Vs – постоянна во времени и составляет Vs =10… 40 м/мин; Параметры процесса резания: - подача на оборот, S 0, мм: S 0 = 1000 Vs/n; - подача на зуб, Sz, мм: Sz = S 0/n; - угол входа, вх, град: вх = arcsin (Sz/2 R); - выхода, вых, град: вых= arccos [(R-t)/R]; вх 0; вых = 15… 20 0; - контакта к, град: к = вых - вх вых.

l Геометрические параметры срезаемого слоя: - длина слоя, l, мм: l = 2πR ( вых/3600); - ширина слоя при открытом продольном фрезеровании = ширине заготовки; - толщина срезаемого слоя, а, мм – изменяется по нормали к последующей траектории в данной точке, а sin ; в точке вх авх = 0; в точке вых авых max, т. е: аmax= Sz sin вых; аср = (Szt)/l ; асеред Sz sin ( вых/2); аmax 2 аср.

• Силы при фрезеровании. Диаграммы касательных Рх и нормальных Рz сил резания

На дуге контакта резца с древесиной действуют переменные касательные Рх и нормальные Рz силы резания. l Мгновенная касательная сила резания может быть определена по формуле: Рх = Руд bа = Руд b. Sz sin ; где Руд - удельная сила резания, н/мм 2; а - толщина срезаемого слоя в данной точке, мм; Типичная зависимость наблюдается и для определения мгновенной нормальной силы резания, Рz в определенной точке. l

l В расчетах пользуются условными постоянными касательными и нормальными силами: средними на дуге контакта, Рх ср и Рz ср и окружными Рх окр. и Рz окр. : Рх ср = Рх max/2; где Рх max максимальная касательная сила на дуге резания, Рх max = Рудb. Szsin вых; Рх окр – это расчетное усилие, постоянно действующее на окружности резания в течение всего оборота инструмента или Рх окр. = Рх ср. (l. Z)/(2πR); Рх окр. = Рх ср. ( вых Z)/3600;

• Среднюю нормальную силу на дуге контакта Рz ср можно вычислить, используя формулы: ± Рz ср t 1 Z = Pz окр Т; Средняя окружная нормальная сила Рz окр условное усилие, отнесенное ко времени полного оборота инструмента Т: Рz окр = ± Рz ср (t 1 Z)/Т; или Рz окр = Рz ср ( вых Z)/3600 = Рz ср (l. Z)/(2πR);

Практически среднюю нормальную силу резания определяют по величине касательной, используя переходной множитель m, установленный в результате экспериментов: Рz ср = m. Pх ср; Рz окр = m Рх окр; Множитель m является функцией основных исходных условий резания: остроты лезвия, средней толщины срезаемого слоя, угла резания

Мощность фрезерования • Мощность резания определяется по окружной касательной силе и скорости резания: Nр = Рх окр V; или по объемной формуле: Nр = Кт апопр (bt. Vs / 60). Цилиндрическое фрезерование поперек волокон и в торец имеет ту же кинематику, что и продольное, однако силовые характеристики процессов, а также стружкообразование необходимо рассматривать с точки зрения полузакрытого или закрытого фрезерования.