6.8.6. Назначение режимов резания при фрезеровании

Методика назначения наивыгоднейшего режима резания при фрезеровании должна удовлетворять общим соображениям, которые были установлены ранее. Основные этапы назначения режима реза­ния при фрезеровании сводятся к следующему [78].

1. Выбирается характеристика фрезы.

212

Рис. 6.75. Схема срезания слоя торцовыми фрезами: а — обычной; б— со ступенчатой заточкой

2. Назначается глубина резания из соображений, что при грубой предварительной обработке следует удалять весь припуск за один проход, если этому не препятствуют ограничения станка по его мощ­ ности и жесткость системы СПИЗ. При получистовой обработке фре­ зами из быстрорежущих сталей весь припуск, если он не более 5 мм, снимается за один проход. В противном случае основная часть при­ пуска срезается за первый проход, а затем 1...2 мм — за второй про­ ход. В случае скоростного фрезерования торцовыми фрезами весь припуск снимается за один проход. Если припуск велик, рекоменду­ ется применять ступенчатые торцовые фрезы (рис. 6.75), для которых общая глубина резания распределяется между отдельными зубьями. Режущие лезвия последних смещены в радиальном направлении на величину, большую Sz. Если же указанного радиального смещения нет, резание осуществляет только выступающий зуб.

3. Определяется величина подачи. Основными факторами, огра­ ничивающими подачу, являются: при черновом фрезеровании — прочность зубьев и жесткость системы СПИЗ; при окончательном — необходимые величины шероховатости и точность обработанной по­ верхности, жесткость системы СПИЗ и т. д.

Из-за сложности оценки суммарного влияния различных факто­ров на качество обработки пока невозможно дать какую-либо форму­лу для расчета величины подачи, в которую вошли бы все эти факто­ры. Поэтому при назначении подачи пользуются результатами иссле­дований и заводской практики, которые обобщены в таблицах, при­веденных в справочниках нормативов по выбору режимов резания при фрезеровании [36, 64]. Там же даются конкретные рекомендации значений подач для грубого, получистового и чистового фрезерова­ния стали и чугуна фрезами различных типов в зависимости от жест-

213

кости системы СПИЗ и конструктивных особенностей фрез. Если ис­ходить из прочности режущих лезвий зубьев, при обработке стали предельными величинами толщины срезаемого слоя можно считать: для быстрорежущих фрез b_max = 0,35 мм; для твердосплавных а_тйх = = 0,25 мм.

При работе на фрезерных станках средней мощности (5... 10 кВт) и средней жесткости ориентировочно можно принимать [78]:

1. грубое фрезерование сталей цилиндрическими фрезами с крупным зубом а_тях = 0,12...0,13, чугуна — 0,2...0,3 мм;

2. для цилиндрических фрез с мелким зубом по стали а_шах = = 0,06...0,08, по чугуну —0,15...0,10 мм;

3. грубое фрезерование плоскостей торцовыми фрезами с круп­ ным зубом а_тах = 0,1...0,15, с мелким — 0,06...0,10 мм;

4. для концевых фрез при фрезеровании пазов по стали a_max = = 0,02...0,05, по чугуну — 0,05...0,07 мм;

5. для прорезных или шлицевых фрез при обработке стали а_тах = = 0,01, чугуна— 0,015мм;

6. для торцовых твердосплавных фрез по стали а_тях = 0,015, по чу­ гуну — 0,2...0,25 мм.

При чистовой обработке учитывается требуемая шероховатость обработанной поверхности, поэтому принимается в расчет не подача на зуб Sz, а подача на оборот фрезы S_o. При обработке стали средней прочности торцовыми твердосплавными фрезами с cpi = 5° шерохова­тость R_z= 20 мкм можно получить при ЛЬ = 0,5...0,8, а шероховатость Rz= 5 мкм — при So = 0,2...0,3 мм/об. При обработке цилиндриче­скими фрезами из быстрорежущей стали меньшая шероховатость до­стигается при iSo — 1...2 мм/об.

При скоростном фрезеровании плоскостей торцовыми фрезами делают зачистные режущие кромки на зубьях фрезы, что позволяет получить малую шероховатость обработанной поверхности.

4. Определяется наивыгоднейший период стойкости, обеспечи­вающий минимальную себестоимость продукции:

(6.123)

При этом необходимо учитывать, что фрезы являются более доро­гим РИ, чем резцы и сверла, а количество допустимых переточек для них не слишком велико. Поэтому рекомендуемые периоды стойкости для цилиндрических, торцовых и сложнофасонных фрез весьма зна­чительны. Например, среднее значение периодов стойкости цилинд-

214

рических и торцовых фрез 3...4, дисковых — 2,5...3, концевых и шли­цевых — 1... 1,5 ч.

5. По найденным значениям глубины резания и подаче рассчиты­ вают или определяют по справочникам скорость резания, обеспечи­ вающую требуемую стойкость фрезы. При этом учитывают данные о конструктивных и геометрических параметрах ее режущей части, а также свойства обрабатываемого материала. Далее по выбранной скорости резания и диаметру фрезы подсчитывают частоту ее враще­ ния п, подбирают ближайшую частоту по паспорту станка и подсчи­ тывают v_дейст- Затем уточняют по станку минутную подачу и коррек­ тируют в расчетах Sz a S_o.

6. Подсчитывают мощность резания N_pc3 и сравнивают с мощно­ стью станка N_aB. При этом необходимо, чтобы

(6.124)

Машинное время (мин) при фрезеровании определяют по формуле

(6.125)

где L — общая длина прохода фрезы в направлении подачи, мм; l — длина обрабатываемой поверхности, мм; l ₁ — путь врезания фрезы, мм; l ₂ — перебег фрезы (1...5), мм; i — число проходов.

Путь врезания фрезы (мм) при разных видах фрезерования будет различным. Например [78], при обработке цилиндрической фрезой

при торцовом симметричном фрезеровании

(6.126)

при торцовом несимметричном фрезеровании

(6.127)

(6.128)

215