Статьи о станках


Основное преимущество цангового патрона

Основное преимущество цангового патрона - способность осуществлять закрепление широкого диапазона режущих инструментов при помощи комплекта сменных цанг. В комплекте цанг к одному и тому же патрону вы, как правило, найдёте цанги для закрепления инструментов с хвостовиками от 6 до 30 мм и более. Цанга производит хорошее центрирование инструмента и надёжное закрепление, однако плохо сбалансирована для скоростных методов обработки.
Следует уделять должное внимание вспомогательному инструменту, так как от него зависят: стойкость режущего инструмента, стабильность технологического процесса, точность и качество обработки.
Основные определения и формулы
Скорость резания V (м/мин) - это окружная скорость перемещения режущих кромок фрезы. Эта величина определяет эффективность обработки и лежит в рекомендованных для каждого инструментального материала пределах.
За один оборот фрезы точка режущей кромки, находящаяся на окружности фрезы диаметра D (мм), сможет пройти путь равный длине окружности, то есть 7cD. Для того чтобы определить длину пути пройденного точкой за одну минуту, нужно умножить длину пути за один оборот на частоту вращения фрезы, то есть 7iDN (мм/мин). Таким образом, формула для определения скорости резания будет следующей:
V= KDN/1000 (M/MUH)
Частота вращения шпинделя N (мм/об.Л равняется числу оборотов фрезы в минуту. Вычисляется в соответствии с рекомендованной для данного типа обработки скоростью резания.
N=W00V/nD (об/мин)
При фрезеровании различают минутную подачу, подачу на зуб и подачу на оборот фрезы.
Подача на зуб Fz (мм/зуб) - величина перемещения фрезы или рабочего стола с заготовкой за время поворота фрезы на один зуб.
Подача на оборот Fo (мм/об.) - величина перемещения фрезы или рабочего стола с заготовкой за один оборот фрезы. Подача на оборот равняется произведению подачи на зуб на число зубьев фрезы Z:
Fo= FzZ (мм/об)
Минутной подачей Fm (мм/мин) называется величина относительного перемещения фрезы или рабочего стола с заготовкой за одну минуту. Минутная подача равняется произведению подачи на оборот на частоту вращения фрезы:
Fm= FoN=FzZN (мм/мин)
Глубиной фрезерования h (мм) называется расстояние между обработанной и необработанной поверхностями, измеряемое вдоль оси фрезы.
Шириной фрезерования b (мм) называется величина срезаемого припуска, измеренная в радиальном направлении или ширина контакта заготовки и инструмента.
Производительность снятия материала Q (см. куб.) - это объем удаляемого материала в единицу времени, определяемый глубиной, шириной обработки и величиной подачи.
Q=(h*b*Fm)/1000
Рекомендации по фрезерованию
Выбор диаметра фрезы зависит, как правило, от ширины обрабатываемой заготовки, а также от мощностных характеристик станка. При этом важным фактором, определяющим успешное выполнение операции фрезерования. является взаимное расположение обрабатываемой поверхности и фрезы.
Ширина фрезерования особенно сильно влияет на выбор диаметра фрезы при обработке торцовыми фрезами. В этом случае рекомендуется выбирать диаметр фрезы, превышающий ширину фрезерования на 20 - 50%.
Если обработка может быть произведена за несколько проходов, то ширина резания за каждый проход должна быть равной 3/4 диаметра фрезы. При этом формирование стружки и нагрузка на режущую кромку будут оптимальными.
Когда диаметр фрезы значительно превышает ширину заготовки, то ось фрезы следует сместить с оси симметрии заготовки. Конечно, близкое расположение оси фрезы к оси заготовки позволяет обеспечить наикратчайший путь зубьев фрезы в металле, надежное формирование стружки на входе и благоприятную ситуацию относительно ударных нагрузок на пластину. Но когда ось фрезы расположена точно по оси симметрии заготовки, циклическое изменение силы резания при врезании и выходе может привести к возникновению вибраций, которые приведут к повреждению пластины и плохой шероховатости поверхности.

Рисунки к станкам с чпу Рис. 2.10. Варианты расположения фрезы относительно заготовки.
При торцовом фрезеровании по возможности избегайте фрезерования плоскостей с пересечением пазов и отверстий, так как при этом режущие кромки будут работать в неудовлетворительных условиях прерывистого резания. Выполняйте операцию изготовления отверстий после фрезерования. Если такой вариант невозможен, то при пересечении фрезой отверстия снижайте величину подачи на 50% от рекомендованной.
При обработке больших плоскостей старайтесь не прерывать контакт фрезы с заготовкой, обходя поверхность по периметру, а не за несколько параллельных проходов. Обработку углов необходимо осуществлять по радиусу, превышающему радиус фрезы, чтобы исключить возможность возникновения вибраций, связанных с резким увеличением угла охвата фрезы.
При обработке закрытого паза (замкнутой области) основная проблема заключается в трудности первоначального входа инструмента в материал заготовки, так как большинство концевых фрез плохо работают на засверливание. Существует несколько способов решения этой проблемы. Самый простой выход из ситуации - предварительно просверлить технологическое отверстие и затем спокойно опустить в него фрезу. Более интересные способы - маятниковое и спиральное врезание. В этом случае отпадает необходимость предварительного сверления, режущий инструмент входит в материал заготовки плавно.
Рисунки к станкам с чпу Рис. 2.11. Для вертикального входа инструмента желательно заранее просверлить отверстие на глубину последующего фрезерования.
Рисунки к станкам с чпу Рис. 2.12. Маятниковое врезание (фрезерование).

Рисунки к станкам с чпу Рис. 2.13. Траектория спирального врезания с выходом в плоскость обработки.
Особую осторожность нужно соблюдать при обработке тонкостенных карманов. Желательно, чтобы материал выбирался постепенно и обязательно при попутном способе фрезерования. В противном случае появляется вероятность "подрыва" тонкой стенки.
Обрабатывая внутренние радиуса, старайтесь, чтобы радиус фрезы был немного меньше, чем радиус в углу кармана (контура). Дело в том, что в момент, когда фреза входит в угол, ширина фрезерования возрастает скачкообразно, что может привести к "подхвату" инструмента и, как следствие, подрезать обрабатываемый контур или сломать фрезу. При назначении диаметра фрезы для черновой обработки внутренних радиусов желательно, чтобы оставляемый в углах припуск не превышал (0.20*D), где D - диаметр последующей чистовой фрезы.
При обработке глубоких контуров и уступов необходимо обеспечить достаточную жесткость инструмента, во избежание его отжима и исключения "конусности" обработанной поверхности. Желательно, чтобы диаметр инструмента D удовлетворял условию H<2.5D, где Н - максимальная высота стенки обрабатываемой детали. Часто фрезерование производится в два этапа: черновой - контур обрабатывается послойно с небольшим припуском, чистовой - оставшийся припуск удаляется за один проход фрезы на финальной глубине.
При выполнении чернового и особенно чистового фрезерования инструмент следует подводить к обрабатываемой поверхности по касательной или по прямой линии под острым углом. Следуя этому правило необходимо и отводить инструмент. Дело в том. что при первоначальном врезании в материал заготовки фреза подвергается резкой нагрузке, что может привести к ее поломке или к тому, что на поверхности детали в месте входа фрезы в материал останется след или неровность.
Краткое изложение главы
• Процесс фрезерования заключается в срезании с заготовки лишнего слоя материала для получения детали требуемой формы, размеров и шероховатости обработанных поверхностей.
• При обработке различают встречное и попутное фрезерование.
• Весь инструмент, использующийся в металлообработке можно условно подразделить на режущий инструмент (фрезы, сверла, метчики и др.). непосредственно осуществляющий механическую обработку (резание) и вспомогательный, служащий для закрепления режущего инструмента в шпинделе станка (патроны, державки, оправки).
• Твердые сплавы допускают работу со скоростями резания, превышающими в 5-10 раз скорости обработки быстрорежущими инструментальными сталями, обладают большей температурной стойкостью и износостойкостью.
• Широкое распространение получили фрезы с механическим креплением пластин из твердого сплава и других инструментальных материалов.
• Основная задача вспомогательного инструмента - надежная фиксация режущего инструмента в шпинделе и передача ему крутящего момента от станка.

Обсудить вопрос в студенческом форуме

 

Сайт содержит информацию о учебном заведении и студенческой общине и не является официальным