Разработка рациональных режимов резания при эксплуатации фрез сборных

    Я выбрала для изготовления заданной детали станок ФС-1, т.к. он затрачивает немного электроэнергии (мощность станка 5,5 кВт), частота вращения шпинделя варьируется от 3000 до 9000 мин .  Но работа на этом станка не безопасна, так как отсутствует механическая подача заготовок. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Основные  технические данные станка и его краткое  описание

 
 
 

    Наибольшая  высота заготовки, мм ……………………………………80

    Частота вращения шпинделя, 1000 мин ……………………3; 4,5; 6; 9

    Наибольший  диаметр фрезы, мм……………………………………..140

    Вертикальное  перемещение шпинделя, мм………………………….100

    Мощность  электродвигателя, кВт ……………………………….......5,5

    Габаритные  размеры, мм

                                         длина…………………………………………1085

                                         ширина…………………………………...…..1075

                                         высота………………………………………..1255

    Масса, т………………………………………………………………...0,8 

    Краткое описание станка: внутри станины станка смонтирован шпиндельный суппорт  с режущим инструментом. Суппорт  переставляют по высоте маховиком. Сверху на станине неподвижно установлен стол, а также передняя и задняя направляющие линейки для базирования обрабатываемого материала. Для предотвращения обратного выброса заготовки из станка предназначен тормозной сектор. Вращающийся инструмент закрыт ограждением.

    Шпиндель приводится во вращение от двухскоростного электродвигателя через плоскоременную передачу, размещенную внутри станины. Для натяжения ремня служит маховичок, который соединен с винтовой передачей через тарированную пружину. Для быстрой остановки шпинделя применено электрическое торможение электродвигателя.

    Шпиндель  вращается в корпусе в подшипниковых  опорах. Инструментальная оправка фиксируется  на шпинделе дифференциальной гайкой. В комплект инструментальной оправки входит набор поставочных колец, что позволяет закреплять на оправке фрезы различной высоты.

    На  станке можно обрабатывать прямолинейные  и криволинейные кромки детали. В первом случае обработка осуществляется по направляющей линейке, во втором – по упорному кольцу. 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

 

1.4.Обоснование и расчет линейных и угловых

параметров  режущего инструмента 

    Основное  свойство правильной конструкции фасонной фрезы - сохранение нормальных углов резания и профиля режущих граней зубьев после соответствующих последовательных заточек, что обеспечивает нормальные условия резания и неизменность профиля получаемого изделия; это достигается правильным конструированием затылка зубьев фрезы. Для удовлетворения приведенного требования необходимо, чтобы затылок зуба был описан по соответствующей кривой. Касательные в любой точке кривой должны составлять с направлением вращения этих точек углы (задние), мало отличающиеся друг от друга в пределах длины кривой затылка зуба. В противном случае (искажение заднего угла при стачивании фрезы) будут изменяться и прочие угловые значения зуба вследствие из взаимозависимости, что в свою очередь  при сильном искажении углов приведет к искажению профиля режущей грани и, следовательно, профиля обрабатываемого изделия.

    Параметры выбранного инструмента следующие:

    D = 120 мм;

    d = 32 мм;

    b = 40 мм;

    z = 3,

    n = 6000 об/мин.

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

1.5. Выбор типового инструмента 

         Конструкция фрезерного инструмента должна способствовать быстрой его смене при максимальной точности установки (равенстве радиусов резания резцов). Диаметр фрезы, число зубьев и углы резания инструмента в большей мере связаны с его эксплуатационной характеристикой, т.е. с производительностью и качеством обработки и зависят от условий обработки (технологических свойств обрабатываемого материала и пр.).

    Выбор той или иной конструкции фрезерного инструмента сообразуется с наилучшим сочетанием отдельных перечисленных свойств фрезы при учете местных условий. Однако решающими и основными свойствами фрезы должны быть: соответствие эксплуатационных качеств определенным условиям резания, безопасность работы и легкость заточки, обеспечивающая в то же время неизменность углов резания и профиля режущей грани зубьев.

    В то же время необходимо, чтобы формы  и размеры режущих элементов  обеспечивали прочность и наибольшую продолжительность службы инструмента (максимально возможное количество переточек).

    Для высокопроизводительных станков и для обработки твердых пород древесины (в моем случае – дуб) материал фрезы должен быть высокопрочным.

    Для изготовления бруска я выбрала фрезу цилиндрическую с механическим креплением ножей шестнадцати профильную. В моем случае необходимо взять конический профиль ножей.

    Назначение: фреза для изготовления простых  и фасонных профилей из древесины мягких и твердых пород. Предназначена для работы на фрезерных станках с ручной и механической подачей заготовки, а также дает возможность работы по копиру с минимальным радиусом 74 мм. Комплектация: корпус с механическим креплением режущих пластин Х6ВФ и шестнадцать видов профильных ножей.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.6. Выводы по разделу 

    По  заданию требуется обработать брусок из древесины дуба размерами 80х40х1000 мм, сняв с него фаску под углом 20°.

    В данном разделе для обработки  данного бруска я выбрала фрезерный  станок  ФС-1, так как он затрачивает  немного электроэнергии и высокая частота вращения шпинделя.

    Для изготовления бруска я выбрала фрезу  цилиндрическую с механическим креплением ножей шестнадцати профильную. В  моем случае необходимо взять конический профиль ножей. Комплектация: корпус с механическим креплением режущих пластин Х6ВФ и шестнадцать видов профильных ножей. Параметры выбранного инструмента следующие:

    D = 120 мм;

    d = 32 мм;

    b = 40 мм;

    z = 3,

    n = 6000 об/мин. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.Расчетная часть

1. Расчет и обоснование рациональной скорости подачи

 

    Скорость  резания: 

     , порода  – дуб; 

Подачу  на зуб выбираем по таблице по заданному  классу шероховатости  . 

,

 

    Подача  на резец:

     ,

    Анализируя  проведенные расчеты и их результаты, скорость подачи необходимо взять 7,5 м/мин. Округляем в большую сторону, т.к. по заданию дана древесина дуба и высокий класс шероховатости. При малой скорости высоких показателей этих параметров добиться сложно. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2.2 Расчет требуемой  мощности резания  на выполнение технологического процесса

    

    

    Рассчитаем  длину дуги контакта:  

    l =

,

      где h – припуск на обработку,

      D – диаметр фрезы,

l =

.

Найдем кинематический угол встречи Θ:

Θ=

  SinΘ=0.25, cosΘ=0.96, Θ=14.5ْ

  Толщина стружки равна:

  e=

sinΘ,

  где

  e =1

=0.25 мм.

  Приращение  затупления резца за время его  работы:

  Δρ=

  где - приращение радиуса затупления на одном погонном метре длины контакта,

  n-число оборотов,

  Т-время  резания,

  l –длина дуги контакта, 

,

Коэффициент, учитывающий  затупление резца:

где - начальный радиус кривизны лезвия острых резцов, при фрезеровании ,

Δρ – приращение затупления резца за время его работы.

.

Фиктивная сила по задней грани резца:

P=0.21+0.0046

где -угол перерезания волокон,

P =0.21+0.0046

=3.48 , 
 
 
 
 
 
 

Среднее давление резан

 =

 

=60 (угол резания), так как подставляем в формулу 90-19)

 

   Средняя касательная сила:

 sinΘ(

Где коэффициент, учитывающий затупление резца,

p- фиктивная сила по задней грани резца,

b- ширина заготовки,

Θ- кинематический угол встречи,

     среднее давление резан

,

F=