Схема и расчет сил при торцовом фрезеровании

Технологические оси при торцовом фрезеровании выбирают неподвижными относительно станка. Две оси (H и V) располагают в рабочей плоскости, причем ось H – в направлении подачи Sм, а третью ось W – перпендикулярно рабочей плоскости (рис. 14.9).

 

Рис. 14.9. Схема сил при несвободном прямоугольном фрезеровании

торцово-конической фрезой: а – в основной плоскости; б – в рабочей плоскости;
в – в плоскости стружкообразования

 

Таким образом, при фрезеровании система координат Х, Y, Z, связанная с режущим лезвием, вращается относительно оси Y и оси X, Z изменяют свое положение относительно осей H и V.

Вследствие изменения толщины срезаемого слоя на каждом из работающих зубьев крутящий момент и мощность будут функциями угла q.

Не меньшее значение имеют изменения величины и направления сил P_H и P_V, действующих на механизмы перемещения стола фрезерного станка, а также изменения величины силы P_Y, отжимающей фрезу от обработанной поверхности детали и влияющей на точность обработки. При повороте фрезы силы P_H и P_V могут изменяться не только по величине, но и по направлению. Все это способствует возникновению вынужденных колебаний.

Для определения сил P_H и P_V, действующих в рабочей плоскости, на оси H и V проектируются силы P_zi и P_xi.

Cуммируя проекции сил P_zi и P_xi на оси H и V по всем зубьям Zр, контактирующим с обрабатываемой деталью, получим:

,                             (14.25)

.                           (14.26)

 

Предел текучести и температура деформации при резании

Зависимость предела текучести от температуры и деформации может быть представлена в виде

                             (14.27)

где D T ¢ – приращение гомологической температуры в зоне деформации; m, k – показатели деформационного и скоростного упрочнения; B – показатель температурного разупрочнения.

(14.28)

.

Интегрируя уравнение (14.27) с учетом (14.28), получим

                      (14.29)

                        (14.30)

Предел текучести достигает максимума при условии: , т. е.

 при .                (14.31)

Максимальный предел текучести при резании сталей приблизительно в два раза больше, чем предел текучести этого же материала при статических испытаниях.

При больших скоростях, характерных для резания, тепловой поток, поступающий в деталь от условной плоскости сдвига, не зависит ни от скорости резания, ни от толщины срезаемого слоя:

Ф_д           (14.32)

С учетом теплового потока от плоскости сдвига в деталь температура деформации (рис. 14.10) может быть определена по формуле

                                         (14.33)

где , C_V = 5 МДж/м³град,

                        (14.34)

 

Рис. 14.10. Схема к расчету температуры деформации

При больших значениях критерия Ре, характерных для условий обработки сталей твердосплавными инструментами, .