Назначение рациональных режимов обработки при зубофрезеровании заключается в выборе наиболее выгодного сочетания подачи S 0 и скорости резания v (рис. 2.10), обеспечивающих в данных условиях наибольшую производительность обработки и наименьшую стоимость операции. Чтобы уменьшить машинное время, следует работать с возможно большей и технологически допустимой подачей и соответствующей этой подаче скорости резания. При черновом нарезании требования к шероховатости обработанной поверхности профиля зубьев не предъявляются, глубина резания и число рабочих ходов устанавливаются в зависимости от размера нарезаемого зуба, характера обработки и мощности станка.
Рис. 2.10. Скорость резания и подача при зубофрезеровании
Обычно черновое нарезание зубчатых колес производят за один рабочий ход, но если мощность станка оказывается недостаточной, то нарезание следует производить за два рабочих хода с глубиной резания на первом ходу 1,4, а на втором 0,7 от модуля.
Пример определения режимов резания. Нарезается цилиндрическое зубчатое колесо с параметрами: модуль m=4 мм, число зубьев z=33, угол наклона зубьев β=30°, направление зубьев – правое, ширина венца b=35 мм, материал- сталь 45 твердостью НВ 156-207.
Операция – черновое фрезерование зубьев за один рабочий ход, направление подачи попутное.
Станок – зубофрезерный модели 53А50.
Инструмент – червячная фреза правозаходная, материал Р6М5, число заходов К=2, d a0 =80 мм, γ m0 =5°54′, класс точности В.
Выбор подачи: по табл. 2.14, А нормативная подача составляет 2,4 мм/об. С учетом поправочных коэффициентов (см. табл. 2.14, В) 0,8 – в зависимости от угла наклона зубьев и 1,25 – в зависимости от попутного направления подачи нормативная подача составляет S 0 = 2,4•0,8•1,25=2,4 мм/об. Согласно руководству по эксплуатации станка принимается ближайшее значение подачи S 0 =2,5 мм/об.
Выбор скорости резания. По табл. 2.14, Б скорость резания определяем для подачи S 0 =2,5 мм/об, v = 33,5-21 м/мин. Для нарезания выбираем v н =28 м/мин. С учетом поправочного коэффициента (см. табл. 2.14, В) 0,95 – в зависимости от угла наклона зубьев нормативная скорость резания составляет v н =28•0,95=26,5 м/мин. При этом частота вращения фрезы должна быть n ф =(1000•v n )/(πd а0 )=(1000•26•5)/(3,14•90)= 94 об/мин.
Для работы принимается ближайшая, имеющаяся на станке частота вращения фрезы n ф =100 об/мин.
При этом фактическая скорость резания будет равна v=(3,14π90• 100)/1000 = 28,3 м/мин.
Основное (технологическое) время нарезания зубьев червячной фрезой определяется по формуле Т 0 =Lz/(n ф S 0 К), где L – длина рабочего хода, включающая в себя ширину зубчатого венца b, длину врезания l и длину перебега l 1 ; z – число нарезаемых зубьев; n ф – частота вращения фрезы; S 0 -продольная подача; К- число заходов червячной фрезы.
При нарезании прямозубых колес длина врезания определяется по формуле l=
, получаемой из решения треугольника 123 (рис. 2.11, а). При нарезании косозубых колес в этой формуле d a0 заменяется на d 1 a0 (рис. 2.11,б), рассчитываемую по формуле d 1 a0 =d a0 +(d a0 +d a )*tg 2 β.
Рис. 2.11. Определение длины рабочего хода при зубофрезеровании
Длина перебега для прямозубых колес принимается l 1 , = 3. 5 мм, а для косозубых l 1 =3•m•tg(β±γ m0 )+(3-:-5) мм. В рассматриваемом примере d 1 a0 =90+(90+140)•0,5774 2 =166,7 мм; l=
=37,6 мм; l 1 =3•4×tg(30°-5°54′)+4 = 34•0,4473 + 4 = 9,4 мм; L=b+l+ l 1 =35+37,6+9,4=82 мм.
При этом основное (технологическое) время будет равно T o =(Lz)/(n ф S 0 K)= (83•33)/(100•2,5•2) =5,4 мин.
Зубофрезерная операция 025
Материал заготовки – 40Х ГОСТ 4543-71
Твёрдость заготовки – 185…195 НВ
Вид операции – зубофрезерование
Материал инструмента – Р9К10
Число зубьев- 33
2.5.4.1 Расчёт длины рабочего хода LР.Х. в мм:
, (2.14)
где 
– длина резания, мм.;
y – величина подвода, врезания, мм.
2.5.4.2 Определяем подачу на оборот заготовки [5, с. 148]
(2.15)
где Sо таб.– табличная подача, Sо таб.=2 мм/об [5, с. 149];
Кs –коэффициент зависящий от обрабатываемого материала, Кs=1 [5, с. 149];
β- угол наклона зуба к оси косозубого колеса.
2.5.4.3 Расчет скорости резания [5, с. 148]
(2.16)
где- Vтабл.– табличная скорость резания, Vтабл.=60 м/мин [5, с. 148]
К1– коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=1 [5,с.149];
К2-коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, К2= 0,8 [5, с. 149].
2.5.4.4 Расчёт частоты вращения фрезы, мин -1
, (2.17)
мин -1
Принимаем по паспорту станка n=280 мин -1 .
2.5.5 Расчёт норм времени.
Дата добавления: 2015-08-17 ; просмотров: 1597 . Нарушение авторских прав
На предприятиях, в составе которых есть подразделения, занимающиеся поверхностной обработкой заготовок, на основе нормативных документов составляются специальные карты, которыми руководствуется оператор при изготовлении той или иной детали. Хотя в некоторых случаях (к примеру, новое оборудование, инструмент) нюансы технологических операций фрезеровщику приходится определять самостоятельно. Если маломощный станок эксплуатируется в домашних условиях, тем более, никаких официальных подсказок под рукой, как правило, нет.
Эта статья поможет не только понять, на основе чего производится расчет режима резания при фрезеровании и выбор соответствующего инструмента, но и дает практические рекомендации, которые достаточны для обработки деталей на бытовом уровне.
Особенность фрезерования в том, что режущие кромки вступают в прямой контакт с материалом лишь периодически. Как следствие – вибрации, ударные нагрузки и повышенный износ фрез. Наиболее эффективным режимом считается такой, при котором оптимально сочетаются следующие параметры – глубина, подача и скорость резания без ухудшения точности и качества обработки. Именно это позволяет существенно снизить стоимость технологической операции и повысить производительность.
Предусмотреть буквально все нюансы фрезерования невозможно. Заготовки, подлежащие обработке, отличаются структурой, габаритами и формой; режущие инструменты – своей геометрией, конструктивным исполнением, наличием/отсутствием защитного слоя и тому подобное. Все, что изложено по режимам резания далее, следует рассматривать всего лишь как некий ориентир. Для уточнения конкретных параметров фрезерования следует пользоваться специальными таблицами и справочными данными.
Выбор инструмента
Главным образом это относится к его диаметру. В чем особенность подбора фрезы (все виды описаны здесь) по этому параметру?
- Повышение диаметра автоматически приводит к увеличению стоимости инструмента. Взаимозависимость двух показателей – если подача возрастает, то скорость резания падает, так как она ограничивается структурой обрабатываемой детали (см. ниже).
Скорость резания
В зависимости от материала образца можно ориентироваться на следующие показатели (м/мин):
- древесина, термопласты – 300 – 500; ПВХ – 100 – 250; нержавейка – 45 – 95; бронза – 90 – 150; латунь – 130 – 320; бакелит – 40 – 110; алюминий и его сплавы – 200 – 420.
Частота вращения фрезы
Простейшая формула выглядит так:
n (число оборотов) = 1000 Vc (желаемая скорость реза) / π D (диаметр фрезы).
Подача
На этот параметре фрезерования следует обратить пристальное внимание!
Долговечность фрезы и качество обработки заготовки зависят от того, какой толщины слой снимается за одну проходку, то есть при каждом обороте шпинделя. В этом случае говорят о подаче на 1 (2,3) зуба, в зависимости от разновидности инструмента (фреза одно- , двух- или трехзаходная).
Рекомендуемые значения подачи «на зуб» указываются производителем инструмента. Фрезеровщик по этому пункту режима резания сталкивается с трудностями, если работает с фрезами «made in China» или какого-то сомнительного (неизвестного) происхождения. В большинстве случаев можно ориентироваться на диапазон подачи (мм) 0,1 – 0,25. Такой режим подходит практически для всех распространенных материалов, подвергающихся обработке фрезерованием. В процессе реза станет понятно, достаточно или несколько «прибавить» (но не раньше, чем после 1-го захода). А вот менее 0,1 пробовать не стоит, разве только при выполнении ювелирной работы с помощью микрофрез.
Полезные советы
- Превышение значения оптимальной подачи чревато повышением температуры в рабочей области, образованием толстой стружки и быстрой поломкой фрезы. Для инструмента диаметром свыше 3 мм начинать следует с 0,15, не более Если скорость фрезерования детали повысить за счет оптимального использования возможностей оборудования не получается, можно попробовать установить фрезу двухзаходную. При выборе инструмента нужно учитывать, что увеличение длины режущей части приводит к снижению подачи и увеличению вибраций. Не следует стремиться повысить скорость обработки за счет замены фрезы на аналогичную, но с большим количеством зубьев. Стружка от такого инструмента отводится хуже, поэтому часто приводит к тому, что качество фрезерования резко снижается. В некоторых случаях, при полной забивке канавок, фреза начинает работать «вхолостую». Толку от такой замены никакого.
Вывод
Качественного фрезерования можно добиться только опытным путем. Конкретные станок + инструмент + практический опыт, навыки. Поэтому не стоит слепо доверять даже табличным данным. Например, в них не учитывается степень износа фрезы, с которой предстоит работать. Не нужно бояться экспериментировать, но начинать всегда следует с минимального значения параметров. Когда мастер «почувствует» и станок, и фрезу, и обрабатываемый материал, он сам определит, в каком режиме стоит работать.