Износ фрез и скорость резания

Основной износ зуба фрезы происходит по задней поверхности, на которой образуется площадочка с задним углом a=0. Допустимый износ f зуба фрезы при черновой обработке f=0,6 мм, при чистовой f=0,25 мм. Экономическая скорость резания рассчитывается по формуле (см.). Данная формула позволяет определять экономическую скорость резания с учётом заданной стойкости фрезы. Анализ этой формулы показывает, что увеличение диаметра благоприятно сказывается на условиях работы, то есть при том же количестве зубьев, каждый из них большее время охлаждается за один оборот фрезы, что позволяет увеличить скорость резания при прочих неизменных условиях.

БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ

В соответствии с ГОСТом базирование –придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. База – поверхность (или выполняющая ту же функцию сочетание поверхностей), ось или точка, принадлежащая заготовке и используемая для базирования. По назначению базы подразделяются на конструкторские, технологические и измерительные. Конструкторские базы служат для определения положения детали или сборочной единицы в изделии, технологические – для определения положения заготовки или изделия при ремонте или изготовлении, измерительные базы используют для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения.

Установка деталей

Положение любого твёрдого тела в пространстве (в том числе и заготовки) при обработке характеризуются шестью степенями свободы, определяющими возможность его перемещения и поворота относительно трёх координатных осей. Положение твёрдого тела в пространстве относительно выбранной системы координат достигается геометрическими связями, при наложение которых тело лишается какой-либо степени свободы (или всех сразу). При наложении всех шести связей, то есть при лишении тела всех степеней свободы, оно становится неподвижным относительно выбранной системы координат. В практических условиях тело может контактировать с поверхностями, определяющими его положение в пространстве, лишь по определённым площадям, которые можно условно назвать точками контакта. Поэтому 6 связей, лишающих тело возможности перемещаться, могут быть созданы контактом в 6ти точках. Опорная контактная точка – это точка, символизирующая одну из 6ти связей заготовки с выбранной системой координат. Схемой базирования называют схему расположения опорных точек на базах. Нумерацию опорных точек ведут, начиная с базы, на которой расположено наибольшее количество опорных точек. По лишаемым степеням свободы различают базы установочные, направляющие и опорные.

Установочная база используется для наложения на заготовку или изделие геометрических связей, лишающих её 3х степеней подвижности: свободного перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг двух других.

Направляющая база – это база, используемая для наложения на заготовку или изделие геометрических связей, лишающих её 2х степеней подвижности: свободного перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой.

Опорная база – база, используемая для наложения на заготовку или изделие геометрических связей, лишающих её 1й степени подвижности: свободного перемещения вдоль одной координатной оси.

Рассмотрим установку детали на конкретном примере (см. рис.):

I. Установочная база. Заготовка лишается возможности свободного перемещения вдоль оси Z и поворота вокруг осей X и Y.

II. Направляющая база. Она лишает заготовку 2х степеней подвижности: свободного перемещения вдоль оси Y и поворота вокруг оси Z.

III. Опорная база. Её используют для наложения на заготовку 1й геометрической связи, лишающей её одной степени

свободы: свободного перемещения вдоль оси X.

Для установочной базы необходимо выбирать поверхность с наибольшими размерами, которая обеспечит устойчивое положение заготовки или изделия. Установочная база не обязательно занимает нижнее горизонтальное положение. Две опорные точки, расположенные на достаточном удалении друг от друга в одной плоскости могут служить направляющей базой. В качестве опорной базы выбирают любой ровный участок поверхности. Для обеспечения более жёсткого закрепления заготовки или изделия могут применяться дополнительные опорные точки. Для простоты обработки используют искусственные технологические базы, представляющие собой дополнительные поверхности. Они специально задаются на чертеже детали (ими могут быть центровые отверстия для обработки валов).

Выбор (назначение) баз

Выбор баз определяет последовательность обработки заготовки, рациональность конструкции приспособления, достаточную точность и качество обрабатываемой поверхности, производительность и себестоимость выполняемых работ. В процессе разработки технологических процессов, решая вопросы выбора баз, необходимо стремиться к соблюдению принципов постоянства и совмещения баз.

Постоянство баз предусматривает выполнение всех технологических операций, при использовании в качестве технологических баз одних и тех же поверхностей. Каждая смена баз (использование другой поверхности) приводит к появлению погрешности установки, поэтому реализация этого принципа снижает погрешность взаимного расположения поверхностей и, как следствие, повышает возможную точность обработки.

Принцип совмещения баз предусматривает выполнение всех технологических операций, при использовании в качестве технологических баз поверхностей, являющихся конструкторскими и измерительными базами. Несоблюдение этого принципа приводит к появлению погрешности базирования.

Погрешность базирования определяется разностью предельных расстояний от измерительной базы до установленного на размер инструмента. Если по условиям обработки или контроля целесообразно в качестве технологических баз выбирать поверхности, не являющиеся конструкторскими и измерительными базами, необходимо произвести пересчёт баз.

Пересчёт баз

Пересчёт баз при их смене осуществляется с помощью размерного анализа и целью его является определение дополнительного технологического размера, определяющего возможность работы по настройке и позволяющего реализовать принцип совмещения баз.

Порядок пересчёта рассмотрим на примере: При обработке поверхности II заданы конструкторские размеры H и B. Поверхность I является конструкторской и измерительной базой для обработки поверхности II. Однако при работе по настройке в качестве технологической базы удобно использовать поверхность III и соответственно контроль точности обработки осуществить по некоторому технологическому размеру А. В этом случае размер В получится автоматически вследствие выполнения размеров Н и А. То есть конструкторский размер В будет являться замыкающим звеном размерной цепи, в которой в качестве составляющих звеньев будут выступать конструкторский размер Н и технологический размер А. Погрешность размера Н, определяемая допуском на этот размер, является погрешностью базирования. Таким образом, пересчёт баз заключается в решении прямой задачи размерного анализа на максимум/минимум.

Из приведённых выше расчётов видно, что несовмещение баз приводит к ужесточению допусков на размеры, выполняемые на данной операции. При некотором соотношении ТН>ТВ, то выполнение заданной операции по схеме с введением дополнительного размера А невозможно. Если ТН<ТВ или разница между ними незначительна, то возможны два варианта решения данной задачи:

1. Исходя из допуска на размер В, решением прямой задачи назначают приемлемые, то есть технологически обоснованные допуски на Н и А.

2. Выбирается схема обработки, при которой можно реализовать принцип совмещения баз.

При совмещении технологической и конструкторской баз, то есть при выполнении принципа совмещения баз, погрешность базирования равна нулю.

Итак, для обеспечения заданной точности при работе по настройке необходимо придать заготовке или изделию определённое положение относительно инструмента или приспособления, которые, в свою очередь, должны занять определённое место относительно оборудования. Положение твёрдого тела в пространстве определяется лишением его определённого числа степеней свободы, что достигается путём создания точек контакта между базовыми поверхностями и контактными элементами приспособления.

Решим задачу: Скольких степеней свободы надо лишить шар, чтобы отшлифовать площадку на расстоянии от плоскости OXY Z₀? Очевидно, что только одной (смотри рисунок). Если мы шлифуем площадку на цилиндре, то последний надо лишить уже 2х степеней подвижности, ну а если обрабатывается деталь, изображённая рисунке три, для её надёжного закрепления необходимо лишить эту деталь 5ти степеней свободы.

Анализируя всё выше сказанное, можно сделать вывод, что количество установочных поверхностей определяется системой выдерживаемых координатных размеров. Количество контактных элементов в приспособлении определяется количеством степеней свободы, которого нужно лишить заготовку или изделие при её установке. Количество этих элементов определяется также конструкцией детали. Важно ответить, что при установке следует лишать заготовку минимально необходимого числа степеней подвижности. Чем меньше контактных элементов в приспособлении, тем оно проще и дешевле.

Установка плоскостью

При данной схеме установки в качестве установочной поверхности выбирают плоскость достаточных размеров, которая смогла бы обеспечить устойчивое положение заготовки или изделия. В качестве установочной базы (поверхности) можно использовать необработанные, то есть поверхности, образованные литьём, штамповкой и т.п. и обработанные (чистовым и черновым точением, шлифованием и т.д.) поверхности. При использовании необработанных поверхностей, наиболее выступающие микровыступы могут образовать установочный треугольник, который не может обеспечить устойчивое положение заготовки или изделия при её установке. В качестве контактных элементов приспособления в данном случае используются специальные установочные элементы – калёные пальцы с контактными поверхностями различной конфигурации. При использовании в качестве установочных баз обработанных поверхностей кроме рассмотренных контактных элементов можно использовать установочные пластины.