- •Учебное пособие
- •1. Основные принципы работы
- •1.1. Режущие инструменты - основное звено в процессах формообразования
- •1.2. Основные конструктивные элементы
- •1.3. Типы режущего инструмента. Принципы формирования баз данных на режущие инструменты
- •1.4. Инструментальные материалы
- •1.4.1. Общие сведения
- •1.4.2. Углеродистые инструментальные стали
- •1.4.3. Легированные стали
- •1.4.4. Быстрорежущие стали
- •1.4.5. Твердые сплавы
- •1.4.6. Материалы керамические инструментальные
- •1.4.7. Сверхтвердые инструментальные материалы
- •1.4.8. Абразивные материалы
- •2. Режущий инструмент для обработки
- •2.1. Основные положения
- •2.2. Элементы резцов
- •2.4. Типы токарных резцов
- •2.5. Выбор оптимальных значений геометрических элементов режущей части резцов
- •2.6. Фасонные резцы
- •2.6.1. Способы определения профиля фасонных резцов
- •2.6.2. Пример расчета профиля круглого фасонного резца
- •3. Режущие Инструменты для работы
- •3.1. Основные положения
- •3.2. Режущий инструмент для сверления
- •3.3. Режущий инструмент для зенкерования
- •3.4. Инструменты для расточки отверстий
- •3.5. Комбинированные инструменты
- •4. Режущий инструмент для работы на фрезерных станках
- •4.1. Основные положения
- •4.2. Типы фрез
- •4.3. Геометрические параметры фрез
- •4.4. Равномерность фрезерования
- •4.5. Встречное и попутное фрезерование
- •5. РЕжУщИе инструменты для формирования резьбовых поверхностей
- •5.1. Основные положения
- •5.2. Нарезание резьбы резцами
- •5.3. Нарезание резьбы гребенками
- •5.4. Фрезерование резьбы
- •5.5. Нарезание резьбы плашками
- •5.6. Нарезание резьбы метчиками
- •5.7. Нарезание резьбы в коррозионно-стойких
- •5.8. Нарезание резьбы головками
- •5.9. Шлифование резьбы
- •6. Абразивные инструменты
- •6.1. Основные положения
- •6.2. Инструменты из электрокорунда и карбида кремния
- •6.2.1. Типы инструментов
- •6.2.2. Выбор зернистости абразивного инструмента
- •6.2.3. Выбор связок абразивного инструмента
- •6.3. Алмазные инструменты и инструменты из кубического нитрида бора
- •7. Режущий инструмент при протягивании
- •8. Инструменты для автоматизированного производства
- •9. Режущий инструмент для формирования зубчатых поверхностей
- •9.1 Инструмент для обработки зубчатых поверхностей методом копирования
- •9.2. Инструменты для обработки зубчатых поверхностей методом обката
- •3 94026 Воронеж, Московский просп., 14
4.4. Равномерность фрезерования
Зуб прямозубой фрезы входит в заготовку и выходит из нее сразу по всей ширине. Это приводит к резкому изменению площади поперечного сечения среза, а следовательно, и сил, действующих в процессе резания. Представим, что в работе будет находиться только один зуб прямозубой фрезы, т. е. впереди идущий зуб уже вышел из контакта с заготовкой, а следующий за ним зуб только начинает входить в заготовку. В этом случае площадь поперечного сечения среза будет плавно изменяться от нуля до максимума, когда зуб находится под стружкой, с последующим резким падением до нуля, когда зуб выйдет из заготовки.
Процесс происходит более спокойно (более равномерно), если в работе одновременно находятся два или три зуба. В этом случае не будет резких изменений в площади поперечного сечения среза. Однако и при достаточно большом числе зубьев, одновременно находящихся в работе, для прямозубой фрезы невозможно получить равномерное фрезерование, т. е. такое фрезерование, при котором площадь поперечного сечения среза оставалась бы постоянной на всем протяжении обработки.
Равномерное фрезерование при определенных условиях можно получить лишь при работе с винтовым зубом, у которой режущая кромка каждого зуба постепенно входит в заготовку, а затем постепенно выходит из нее, что менее резко изменяет площадь поперечного сечения среза и силы, а следовательно, обеспечивается более спокойная работа.
Площадь поперечного сечения среза можно считать постоянной в случае, когда ширина фрезеруемой поверхности равна осевому шагу фрезы h0 или кратна ему в целых числах, т. е
В = кh0,
где к - целое число (1, 2, 3 и т. д.); h0— осевой шаг фрезы (расстояние между двумя соседними зубьями, измеренное в направлении оси).
Зависимость между осевым h0 и торцовым h шагами:
h0 = hctgω;
так как ,
то .
Шаг винтовой канавки фрезы Н = πDctgω,
поэтому ,
а .
Окончательное условие равномерного фрезерования следующее: (целое число).
4.5. Встречное и попутное фрезерование
Фрезерование может быть осуществлено при противоположных направлениях движений заготовки и фрезы (рис. 4.8, а) и при совпадающих направлениях (рис. 4.8,б). Первый метод фрезерования называется фрезерованием против подачи, или встречным фрезерованием, второй - фрезерованием по подаче, или попутным фрезерованием.
Рис. 4.8. Схемы фрезерования:
а - против подачи; б - по подаче: 1- заготовка;
2 – стол станка; 3 - гайка; 4 - ходовой винт
Встречное фрезерование характеризуется тем, что нагрузка на зуб увеличивается постепенно, так как толщина среза изменяется от нуля при входе зуба до максимума при выходе зуба из обрабатываемого металла. Зуб фрезы работает из-под корки, «выламывая» корку снизу; фреза «отрывает» заготовку от стола, приподнимая также и стол станка, увеличивая тем самым зазоры между столом и направляющими станины, что при больших сечениях (больших силах) среза приводит к дрожаниям и ухудшению частоты обработанной поверхности.
При попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, а стол — к направляющим станины. Зуб фрезы начинает работать почти с первого момента резания с наибольшей толщиной и сразу подвергается максимальной нагрузке. При наличии у заготовки корки зуб ударяется о нее; высокая твердость и загрязненность корки приводят в этом случае к резкому снижению стойкости фрезы. Поэтому, когда заготовка имеет твердую корку, применяют встречное фрезерование, при котором вредное влияние корки сказывается в меньшей степени.
Работа из-под корки положительно характеризует встречное фрезерование. К этому же можно было бы отнести и постепенно увеличивающуюся нагрузку на зуб. Поэтому при отсутствии у заготовки корки стойкость фрезы при попутном фрезеровании (когда зуб начинает резать сразу) выше по сравнению со стойкостью при встречном фрезеровании; при одинаковой же стойкости попутное фрезерование позволяет работать с более высокой скоростью резания, обеспечивая наибольшую производительность. Повышение стойкости в 3 раза наблюдается при тонких стружках (sz ≤ 0,12 мм/зуб).
Попутное фрезерование обеспечивает и более высокое качество (микрогеометрию) обработанной поверхности (на один-два класса выше, чем при встречном фрезеровании). Это объясняется тем, что при попутном фрезеровании обеспечивается более спокойная работа. Кроме того, при встречном фрезеровании возможно «затаскивание» стружки на обработанную поверхность (зубьями фрезы), что исключается при попутном фрезеровании. Попутное фрезерование вызывает и несколько меньший общий расход мощности (за счет уменьшения мощности, затрачиваемой на движение подачи).