Фрезерное дело
профтехобразование

§ 60. Равномерность фрезерования

В процессе фрезерования прямозубой фрезой зуб фрезы входит в контакт с обрабатываемой заготовкой и выходит из него сразу по всей ширине фрезерования. При некоторых условиях может оказаться, что в работе будет находиться только один зуб прямозубой фрезы, т. е. когда впереди идущий зуб уже вышел из контакта с обрабатываемой заготовкой, а следующий за ним зуб не вошел в контакт. В этом случае площадь поперечного среза будет изменяться от нулевого значения до максимального с последующим падением до нуля, или от максимального значения до нуля. Так же неравномерно будет изменяться сила резания, а следовательно, будет неравномерная периодическая нагрузка на станок, инструмент и обрабатываемую заготовку. Указанное явление носит название неравномерности фрезерования. Чем больше число одновременно работающих зубьев прямозубой фрезы, тем больше равномерность фрезерования. Большую равномерность фрезерования можно обеспечить при работе с фрезами с винтовыми канавками.

Однако и при фрезеровании цилиндрическими фрезами с винтовыми канавками можно достичь разной степени равномерности фрезерования. Существуют условия, при которых можно обеспечить постоянство сечения среза, а следовательно, и постоянную силу резания.

Площадь поперечного сечения будет постоянной только тогда, когда ширина фрезерования В, угол наклона винтовой канавки фрезы со и окружной шаг фрезы связаны соотношением (рис. 192).

В = τ • Ctg.

Рис. 192. Условия равномерного и неравномерного фрезерования

Это условие можно сформулировать так: для обеспечения равномерного фрезерования ширина фрезерования должна равняться осевому шагу фрезы. В справедливости этого условия можно убедиться из рассмотрения рис. 192, на котором показаны положения зубьев цилиндрической фрезы относительно поверхности резания (см. рис. 13) (заштрихованная полоса, соответствующая дуге контакта зуба фрезы с обрабатываемой заготовкой).

Для данного диаметра фрезы длина дуги контакта зависит от глубины фрезерования. Проследим за изменением длины контакта зубьев фрезы с обрабатываемой заготовкой и время поворота фрезы на один зуб при соответственном перемещении заготовки на величину подачи на зуб sz.

В момент выхода зуба 1 из контакта с обрабатываемой заготовкой (рис. 192, а) следующий зуб фрезы 2 имеет максимальную длину контакта. По мере дальнейшего поворота фрезы длина контакта его остается постоянной до положения, показанного на рис. 192, б. В этот период в контакте будет находиться только один зуб фрезы 2 и снимать стружку постоянного сечения. Так как сечение среза для этого периода будет постоянным, то будет постоянной и сила резания.

В момент, когда длина контакта зуба 2 начинает уменьшаться, вступает в контакт следующий зуб фрезы — 3 (см. рис. 192, б).

Легко видеть, что при дальнейшем повороте фрезы и перемещении заготовки длина контакта зуба 3 увеличивается на такую величину, на какую уменьшается длина контакта двух одновременно режущих зубьев (2 и 3), затем остается постоянной и равной длине контакта в предыдущем периоде (см. рис. 192, а). Это означает, что будет то же сечение среза и та же сила резания и в этот период. Увеличение длины контакта зуба 3 и соответственное уменьшение длины контакта зуба 2 будет продолжаться до момента его выхода из контакта с обрабатываемой заготовкой. Зуб 3 в этот период будет иметь максимальную длину контакта — до момента входа в контакт следующего зуба фрезы и т. д. Таким образом, при указанных ранее условиях фрезерование будет производиться с постоянным сечением среза, а следовательно, и с постоянной силой резания, т. е. будет осуществлено так называемое равномерное фрезерование.

Чем больше будет несоответствие между осевым шагом и шириной фрезерования при фрезеровании цилиндрическими фрезами с винтовыми канавками, тем больше будет неравномерность фрезерования. Так, на рис. 193 показан случаи, когда ширина В фрезерования значительно меньше осевого шага т фрезы, т. е. когда размер фрезы значительно больше ширины фрезерования.

Рис. 193. Условия неравномерного фрезерования

Как видно из рисунка, сечение среза в этом случае будет изменяться от нуля до максимального значения (изображенного на рис. 193) и до нуля. Также неравномерно будут изменяться и составляющие силы резания.

При торцовом фрезеровании всегда имеет место неравномерность фрезерования. Так, при фрезеровании однозубой торцовой фрезой окружная сила резания будет изменяться в соответствии с законом изменения толщины среза для данного отношения ширины фрезерования t к диаметру фрезы D. При t / D = 1 сила резания будет увеличиваться от нуля до максимального значения и падать снова до нуля.

При t / D < 1 сила резания будет изменяться, начиная с какого-то значения, до максимального значения с последующим падением до начального значения (при симметричном фрезеровании). При фрезеровании многозубой фрезой будет большая равномерность фрезерования, так как в этом случае в работе участвует несколько зубьев фрезы, следовательно, будет меньше периодически повторяющихся при каждом обороте фрезы колебаний окружной силы резания.

Чем больше число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы и чем больше отношение ширины фрезерования к диаметру фрезы, тем больше будет равномерность торцового фрезерования.

Рейтинг@Mail.ru