Условия входа и выхода из резания

Каждый раз, когда зуб фрезы врезается в заготовку, пластина подвергается ударной нагрузке, величина которой зависит от сечения стружки, обрабатываемого материала и типа операции. Для процесса фрезерования очень важно обеспечить наилучший контакт режущих кромок с обрабатываемым материалом при входе и выходе каждого зуба, что достигается за счет правильного положения фрезы.

1. Ось фрезы значительно смещена от края заготовки и удар при врезании приходится на вершину пластины, которая является самой уязвимой частью инструмента. Последней из зоны резания также выходит вершина, нагрузка мгновенно прекращается, что создает своеобразный разгрузочный удар.

2. Ось фрезы расположена над краем заготовки. Пластина выходит из зоны резания, когда толщина стружки максимальна. При таком расположении фрезы возникают ударные нагрузки при входе и при выходе.

3. Центр фрезы находится над обрабатываемой поверхностью и довольно далеко от ее края. Первоначальный контакт с обрабатываемой заготовкой происходит в некотором отдалении от чувствительной вершины пластины. При выходе из зоны резания пластина освобождается от нагрузки постепенно.

Рисунок Б.3 – Условия входа/выхода фрезы

Характер выхода пластины из зоны резания имеет большое значение. В конце процесса резания незначительное количество еще не срезанного материала может уменьшить задниц угол. Возникновение растягивающего напряжения вдоль поверхности пластины в момент отрыва стружки очень неблагоприятно, так как может привести к поломке пластины, а также к образованию заусенца. Ситуация становится критичной, если центр фрезы совпадает или близко к краю заготовки. При выходе из резания угол между передней поверхностью пластины и краем заготовки должен быть благоприятен для состояния режущей кромки, а не способствовать ее разрушению.

Рисунок Б.4 – Влияние положения фрезы на режущую кромку

Главный угол в плане

На толщину срезаемого слоя при фрезеровании влияет главный угол в плане, также он оказывает влияние на силы резания и стойкость инструмента. Уменьшение угла в плане ведет к образованию боле тонкой стружки, из-за распределения одного и того же объема снимаемого материала на большей длине режущей кромке. При уменьшении угла в плане режущая кромка постепенно входит в работу и выходит из нее. Это уменьшает радиальную составляющую силы резания и защищает режущую кромку от поломки. С другой стороны, неблагоприятным фактором является увеличение осевой составляющей силы резания, что вызывает ухудшение поверхности.

При угле в плане 90º сила резания направлена в основном радиально в соответствии с направлением подачи. Это означает, что обрабатываемая поверхность не подвергается большому давлению, что благоприятно для нежестких заготовок. Основная область применения – обработка прямоугольных уступов.

При угле в плане 45º осевые и радиальные силы практически одинаковы и потребляемая мощность не высока. Это фрезы универсального применения. Особенно они рекомендованы для обработки материалов, дающих элементарную стружку и склонных к выкрашиваниям при значительных радиальных усилиях на входе инструмента. При врезании инструмента меньше нагрузка на режущую кромку и меньше склонность к вибрациям при больших вылетах инструмента или при закреплении в приспособлениях с небольшим усилием зажима. Меньшая толщина срезаемого слоя позволяет увеличить минутную подачу стола, то есть повысить производительность обработки.

Фрезы с углом в плане 10º рекомендованы для продольного фрезерования с большими подачами и плунжерного фрезерования, когда характерны небольшие толщины стружки и высокие подачи. Преимуществом обработки такими фрезами являются низкие радиальные усилия резания, а также преобладание осевой составляющей, что уменьшает склонность к вибрациям.

Рисунок Б.5 – Главный угол в плане

У фрез с круглыми пластинами главный угол в плане меняется от0 до 90º в зависимости от глубины резания. Эти фрезы имеют очень прочную режущую кромку и могут работать при больших подачах стола, поскольку образуют довольно тонкую стружку на большой длине режущей кромки. Фрезы с круглыми пластинами рекомендованы для обработки труднообрабатываемых материалов. Направление сил резания меняется вдоль радиуса пластины, поэтому направление суммарной силы резания зависит от глубины резания.

Приложение В

Режимы резания

Ниже на конкретном примере показано, как найти по таблицам величины, по которым рассчитываются чисто оборотов шпинделя и минутная подача стола

Условия: Нормальные

Фреза: Sandvik Coromant R245-125Q40-12M

Пластина: Sandvik Coromant R245-12 Т3 М-РM GC4030

Обрабатываемый материал: Сталь 45 НВ=180

Формулы: ; ;

Для определения скорости резания (Vc) при фрезеровании необходимо знать толщину стружки (hex) и код обрабатываемого материала в соответствии с классификацией по ISO. Выбранная выше фреза имеет угол в плане Kr=45º, а геометрию пластины РМ. Максимальная толщина стружки (hex) для данного случая составляет 0,17 мм. Материалу Сталь 45 соответствует код СМС 01.2. Теперь по таблице находим скорость резания (Vc) для толщины стружки hex=0,17 мм (значение между 0,1 и 0,2 мм) и обрабатываемого материала СМС 01.2 лежит между 325 и 270 м/мин. Среднее значение будет равно 297 м/мин.

Данное значение скорости соответствует твердости материала равной НВ150. Поскольку в данном примере твердость НВ180, то по таблице нужно определить коэффициент коррекции скорости резания. Для данной разницы в твердости +30 единиц он составит 0,92. Таким образом, скорость резания принимает значение

Vc=297×0.92=273 м/мин

Диаметр данной фрезы Dс, производящий обработку, равен 125 мм. Приступаем к расчету числа оборотов вращения шпинделя:

об/мин

Число зубьев данной фрезы zn=8, а подача на зуб выбрана из таблицы в соответствии с глубиной резания fz=0,24 мм/об. Приступаем к расчету величины минутной подачи стола:

мм/мин

Таблица В.1 – Режимы резания для твердосплавных пластин квадратной формы

Фирма - изготовитель	Материал пластины/ обрабатываемый материал	Подача, мм/об	Максимальная глубина резания, мм	Скорость резания, м/мин
Sandvik R245-12T3......	GC4020/CMC01.2 (Сталь 45) GC2030/CMC15.52 (12X18H10T) GC3020/CMC08.2 (СЧ15)	0,18 - 0,3 0,15 - 0,25 0,18 - 0,3	6 6 6	270 - 325 95 - 150 180 - 270

TaeguTec SDKN 42MT	TT7030/CMC01.2 (Сталь 45) TT8020/CMC15.52 (12X18H10T) TT6030/CMC08.2 (СЧ15)	0,15 - 0,25 0,15 - 0,25 0,15 - 0,25	6.5 6.5 6,5	270 150 210