6.8.5. Износ и стойкость фрез. Скорость резания и скоростное фрезерование

В зависимости от условий резания зубья фрез изнашиваются только по задней (рис. 6.74, а) или одновременно по задней и перед­ней поверхностям (рис. 6.74, б). Чем меньше толщина среза, тем боль­ше истирается задняя поверхность. Такой вид износа характерен для цилиндрических, концевых, шлицевых, прорезных и фасонных фрез. Этому способствуют не только малые подачи S_z, но и скольжение зуба по обрабатываемой поверхности в момент его врезания. Торцовые и дисковые фрезы при обработке сталей с a_max > 0,08 мм обычно изна­шиваются по задней и по передней поверхностям.

При черновой обработке критерием затупления является износ фрезы, при котором достигается максимальный срок ее службы. При чистовой или получистовой обработке принимаются технологиче­ские критерии затупления, т. е. такой износ, при котором уже не обес­печивается необходимое качество обработанной поверхности, или такой износ, при котором поверхность не удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым к ней. Ориентировочные средние вели­чины допускаемого износа по задней поверхности для цилиндриче­ских, торцовых и фасонных фрез: при черновой обработке 0,3...2 мм; при чистовой — 0,15...0,5 мм. Для твердосплавных торцовых фрез

при черновой и чистовой обработке стали h₃ = 1:..1,2 мм, чугуна — h₃ = 1,5...2 мм [78].

Общий характер зависимости скорости резания при фрезерова­нии от влияющих на нее факторов можно получить исходя из общно­сти процессов точения и фрезерования. Для точения эта зависимость имеет вид

Для фрезерования

(6.119)

где а_сред — срединная толщина срезаемого слоя; Z'=δ/η= Z/π t / D— ко­личество зубьев, находящихся одновременно в контакте.

показатель степени

Обозначим:

при В через и», а при Z—через р„. Окончательно получим

(6.120)

Подставим значения Z' и а_сред в общую формулу скорости реза­ния:

210

Рис. 6.74. Виды износа зубьев цилиндрической фрезы

где С_и — постоянный коэффициент для определенной группы обра­батываемого материала; К = К_Мv К_ИНv К_ПСv К_ГПv К_И3v К_СОЖv — поправоч­ные коэффициенты, учитывающие соответственно свойства обраба­тываемого материала, материала режущей части фрезы, состояние поверхностного слоя обрабатываемого материала (наличие литейной корки и т. п.), геометрических параметров, износа фрезы и смазочно-охлаждающей жидкости.

211

Приведем расчетные формулы для определения скорости резания (м/мин) при обработке конструкционной стали с σ_в = 750 МПа: 1) цилиндрическими фрезами из быстрорежущей стали

(6.121)

2) торцовыми фрезами, оснащенными пластинами из твердого сплава ВК6

(6.122)

Степень влияния каждого из факторов, входящего в формулу ско­рости резания, объясняется следующим [78]:

1. с увеличением диаметра фрезы при неизменности всех осталь­ ных параметров скорость резания возрастает, при этом уменьшается толщина среза, увеличивается шаг зубьев и улучшаются условия охла­ ждения; последнее преимущество является следствием того, что с увеличением диаметра фрезы при том же числе зубьев как бы удлиня­ ется дуга прохождения зуба по воздуху, когда он охлаждается, а также увеличивается масса режущей части, т. е. теплоотвод;

2. с уменьшением числа зубьев фрезы Zyвeличивaeтcя шаг зубьев и масса металла на один зуб, т. е. улучшаются условия охлаждения, а следовательно, повышается скорость резания;

3. с увеличением t, Sz и B. врастет поперечное сечение среза, повы­шаются силы резания и тепловыделение, что приводит к снижению скорости резания. Влияние на скорость резания условий обработки (геометрическихпараметров фрезы, ее износа, СОЖит. д.) примерно такое же, как и для резцов.

Значения показателей степени, постоянных и поправочных ко­эффициентов приводятся в справочниках [36, 64].