Определение стружечной винтовой поверхности.

Стружечная винтовая поверхность должна обеспечивать:

• оптимальные условия срезания припуска, что достигается рациональными углами резания на всем протяжении режущей кромки; • достаточную прочность режущего зуба, которая достигается формой зуба и увеличением глубины канавки при возрастании диаметра образующей инструмента, чтобы обеспечить свободное размещение стружки; • постоянство ленточки на всем протяжении режущего зуба.

Таким образом, полученная модель стружечной винтовой канавки фасонного инструмента обеспечивает: постоянство ширины зуба вдоль режущей кромки; постоянство переднего угла; постоянство углов спинки зуба в торцовых сечениях и увеличение глубины канавки при движении вдоль оси инструмента.

Заточка.

С увеличением заднего угла уменьшается трение инструмента об обрабатываемый металл и вместе с тем уменьшается и угол заострения; поэтому большие задние углы целесообразно использовать при чистовом фрезеровании, когда сопротивление металла резанию невелико. Как видно, все углы инструмента в главной секущей плоскости тесно связаны между собой и влияют друг на друга. Это нужно учитывать при выборе значений углов заточки фрез.

Есть еще один важный элемент геометрии в главной секущей плоскости. Только на упрощенных схемах резания инструмент изображают в виде острого клина. На самом деле режущая кромка даже при тщательной заточке имеет некоторое округление радиусом. При значительном радиусе округления (30— 40 мкм и более) инструмент с трудом срезает тонкие стружки — он не столько режет, сколько соскабливает с заготовки тонкий слой металла, поэтому при чистовой обработке важно не только тщательно затачивать инструмент, но и доводить по одной или двум поверхностям режущего клина для уменьшения радиуса. Чем меньше угол, тем легче получить маленький радиус округления. Если инструмент имеет две рабочие режущие кромки, то для вспомогательной режущей кромки проводят вспомогательную секущую плоскость (см. рис. 43) и в этой плоскости измеряют вспомогательные передний и задний углы. Самый острый инструмент имеет минимально возможный угол заточки. Однако при этом снижается прочность инструмента. Как только режущая кромка у инструмента подсела, пятно контакта становится больше, резко увеличивается температура в рабочей зоне, износ инструмента происходит ещё быстрее, температура повышается ещё больше. На практике, при обработке различных материалов (при фрезеровании дерева, даже твёрдых пород, пластика) стараются, по возможности, правильно подобрать углы заточки концевой фрезы.

У концевых фрез затачивают боковые и торцовые режущие кромки. Боковые режущие кромки затачивают со стороны передней грани с сохранением постоянства величины переднего угла. Торцовые режущие кромки затачивают со стороны задней грани.

Требования, предъявляемые к заточенным фрезам.

1) отклонения угловых параметров для переднего угла боковых режущих кромок не должны превышать ±2°; торцового угла заострения ±1°;

2) радиусы закругления боковой и торцовой режущих кромок должны быть не более 6 мк;

3) на режущих кромках не должно быть завалов, выкрошин, трещин и заусенцев;

4) шероховатость поверхностей после заточки должна быть не ниже Rz ???;

5) радиальное и осевое биение должно быть не более 0,05—0,06 мм.

Пазовые и сборные цилиндрические фрезы затачиваются по плоской задней поверхности. Для сохранения заданных углов зубьев необходимо правильно устанавливать затачиваемую поверхность относительно шлифовального круга. При заточке фрез по передней поверхности необходимо сохранять постоянство переднего угла. При этом ось фрезы должна быть параллельна рабочей поверхности шлифовального круга и смещена на величину а: а =R*sinγ, где R – радиус фрезы; γ–передний угол. По мере переточек радиус фрезы уменьшается и, следовательно, пропорционально смещается величина смещения а

Контроль качества заточки фрез. Тщательно осматриваются режущие кромки заточенного инструмента. Радиус скругления режущей кромки должен быть не более 5 мкм. Его проверяют в сравнении с эталоном (новая фреза) при помощи измерительной лупы или микроскопа. Контроль шероховатости заточенных поверхностей осуществляют сравнением с набором эталонов шероховатости. Параметр шероховатости Ra у стальных лезвий не должен превышать 0,63-0,32мкм, у твердосплавных – 0,16-0,08мкм. Диаметр фрез измеряют штангенциркулем или микрометром с точностью до 0,05мм. Разность диаметров фрез, работающих комплектом, не должна превышать 0,1-0,2мм. Радиальное и торцевое биение зубьев и выступ подрезающих зубьев над основными измеряют индикатором при установке концевых фрез в цанговом патроне делительной головки. Профиль режущей кромки контролируют шаблоном. Профиль шаблона, соответствующий профилю обработанной детали с точностью до 0,01мм, прикладывают к режущей кромке по радиусу фрезы. Зазор между контуром зубьев и шаблоном не должен превышать 0,1мм. Угловые параметры фрез можно контролировать при помощи угломера и штангенрейсмуса. У затылованных фрез измеряют только передний угол γ, у незатылованных - переднийγи задний αуглы. Отклонение величин углов от номинальных после заточки не должно превышать 0,5°.

Геометрическими параметрами являются углы, под кото­рыми поверхности и режущие кромки фрезы располо­жены в пространстве. От геометрических параметров зуба во многом зависит износостойкость и работоспособность фрезы. Если они выбраны правильно, то фреза работает производительно, спокойно, без частых переточек.

Различают обрабатываемую поверхность, поверхность резания и обработанную. Фреза срезает стружку обрабатываемой поверхности , образуя обработанную поверхность. Срезаемый слой материала сходит в виде стружки по передней поверхности зуба фрезы. В процес­се резания образуется поверхность резания , к которой об­ращена главная задняя поверхность зуба. Главные режущие кромки образуются пересечением перед­ней и главной задней поверхностей. При такой конструкции работа резания распределяется между двумя режущими кромками, что бла­гоприятно сказывается на стойкости фрезы. Место пересе­чения режущих кромок является вершиной зуба фрезы.

Взаимное расположение поверхностей зуба и их поло­жение по отношению к поверхностям заготовки определяют -углы зуба фрезы, которые измеряются в различных плоскостях. Плоскость резания является касательной по отношению к поверхности резания; основная плоскость параллельна направлению движения подачи; секущие плоскости проводятся перпендикулярно к проекциям режущих кромок на основную плоскость. Передний угол у измеряется между передней поверхностью зуба и плоско­стью, перпендикулярной к плоскости резания. Этот угол может быть положительным или отрицательным, его вели­чина выбирается в зависимости от обрабатываемого и ин­струментального материалов, конструкции фрезы. Главный задний угол измеряется между главной задней поверхно­стью и плоскостью резания и выбирается в пределах 6—20°. Если фреза имеет две рабочие режущие кромки, то для вспо­могательной проводится вспомогательная секущая плоскость и в этой плоскости измеряют вспомогательные передний и задний углы. Углы в плане измеряются в основной плоскости. Угол между проекцией на основную плоскость главной режущей кромки и направлением подачи s называется главным углом в плане ф. Угол между проек­цией на ту же плоскость вспомогательной режущей кромки и направлением, обратном подаче, называется вспомогательным углом в плане фх. Между проекциями на основную плоскость главной и вспомогательной режущих кромок находится угол при вершине s. Угол наклона главной ре­жущей кромки измеряется в плоскости резания как угол между главной режущей кромкой и линией, про­веденной через вершину зуба параллельно основной плоско­сти. Угол может быть положи­тельным, равным нулю или отрица­тельным. У цилиндрических, кон­цевых и дисковых фрез угол равен углу наклона винтового зуба, т. е. X = со. От величины к зависит прочность и стойкость зуба фрезы.

По форме режущих зубьев фре­зы подразделяют на две группы;

1) с острозаточенными зубьями для обычных и тяжелых работ, у таких фрез передняя и задняя поверхности — плоскости; к этой группе фрез относятся, например, цилиндрические, торцовые, дисковые;

2) с затылованными зубьями, у которых передняя поверхность плоская, а задняя имеет форму архимедовой спирали. Фрезы второй группы обеспечивают при пере­точках передней поверхности постоянство профиля режу­щей кромки в радиальном сечении. Поэтому эта форма зубьев применяется для фасонных фрез.

Волнистость — это более мелкое искажение формы по­верхности. Микронеровности представляют собой чередую­щиеся выступы и впадины с относительно малым шагом, образующие рельеф поверхности. В соответствии с ГОСТ 2789—73 параметры каждой разновидности неровностей строго определены. При этом за характеристику сравнения принимается отношение шага проявления (или повторения) неровностей к высоте.

Если обозначить шаг неровности или расстояние между ними через L, а высоту неровности через Н, то при L/H > 1 (500 имеет место макронеровность) или геометрическая погрешность формы поверхности дета­ли.

Если L/H = 50… 1000, то эта неровность «относится к волнистости и является характеристикой точности изго­товления поверхности детали.

Микронеровности, у которых L/H < 50, называются шероховатостью поверхности.

Шероховатость поверхности является результатом воз­действия на нее режущего инструмента. В первом прибли­жении эти неровности можно представить как следствие периодического срезания стружки с поверхности заготовки с шагом, равным подаче s0. Расчетная высота не­ровностей в этом случае определяется выражением Нр ~ So/8rH, где ги— радиус при вершине инструмента. Таким образом, уменьшение подачи или увеличение радиуса кон­такта инструмента уменьшают шероховатость. В случае фрезерования цилиндрическими фрезами величина Нр уменьшается при уменьшении подачи на зуб и увеличении диаметра фрезы.

Получаемая высота реальных микронеровностей может значительно превосходить расчетную, что объясняется нали­чием различных факторов, сопровождающих процесс реза­ния. Во время механической обработки наблюдаются боль­шие пластические сдвиги поверхности обрабатываемого материала, значительные растягивающие и сжимающие напряжения, в результате которых происходит разрыв мате­риала, его вырывы и сколы.