Силы при фрезеровании цилиндрическими фрезами с винтовыми зубъями

Технологические оси при фрезеровании цилиндрической фрезой на горизонтально-фрезерном станкенаправляют таким образом, чтобы две оcи (Н и V) находились в рабочей плоскости: одна из осей – в направлении подачи, а другая – ей перпендикулярна, а третья ось W, перпендикулярная рабочей плоскости, совпадала с осью вращения фрезы (рис. 2.36).

К технологическим силовым характеристикам процесса фрезерования цилиндрическими фрезами относят вертикальную P_V, горизонтальную P_H и осевую P_W силы, а также крутящий момент M _кр и мощность N_e.

Горизонтальная сила P_H направлена по подаче S _M. При встречном фрезеровании векторы подачи S _M и силы P_H направлены навстречу друг другу, а при попутном – в одном направлении.

При наличии зазоров в механизме подачи при попутном фрезеровании стол фрезерного станка может перемещаться рывками, что приводит к резкому изменению толщины срезаемого слоя, сил фрезерования и к поломке фрезы.

Во избежание этого для работы с попутной подачей станки оборудуются натяжными устройствами, воздействующими на стол в направлении против подачи S _M с силой, превышающей P_H. При отсутствии натяжных устройств встречное фрезерование с этой точки зрения является предпочтительным.

Вертикальная сила P_V прижимает стол фрезерного станка к направляющим. Неблагоприятным является случай, когда сила P_V изменяет свое направление и, будучи направленной вверх, отрывает стол от направляющих. С этой точки зрения схема встречного фрезерования менее благоприятна. При встречном фрезеровании сила P_V уменьшается и может изменить направление с увеличением глубины врезания е. В связи с этим при расчете режимов резания при фрезеровании необходимо учитывать величину и направление силы P_V. При попутном фрезеровании сила P_V всегда направлена вниз, что благоприятно сказывается на плавности перемещения стола.

Рис. 2.36. Схема технологических осей и приращений сил при встречном фрезеровании цилиндрической фрезой с винтовыми зубьями: а – в рабочей плоскости; б – в основной плоскости; в – в плоскости резания; г – на развертке поверхности резания; д – фрагмент развертки поверхности резания; е – в плоскости стружкообразования

Осевая сила P_W прижимает фрезу к шпинделю, или, напротив, отрывает ее от шпинделя станка вдоль оси его вращения. Крутящий момент M _кр относительно оси шпинделя (или фрезы) нагружает фрезу и механизм коробки скоростей станка и вместе с частотой вращения n определяет мощность N_e привода главного движения.

Особенности расчета силовых характеристик при фрезеровании цилиндрическими фрезами с винтовыми зубьями в сравнении с рассмотренным выше свободным косоугольным точением связаны с тем, что фрезерование является нестационарным резанием. В отличие от рассмотренного выше торцового прямоугольного фрезерования при фрезеровании цилиндрическими фрезами с винтовыми зубьями необходимо учитывать влияние угла наклона режущих кромок l.

При косоугольном фрезеровании изменения толщины срезаемого слоя, а также величины и направлений приращений сил в плоскости стружкообразования обусловлены не только вращением фрезы, но и тем, что различным участкам режущей кромки одного режущего зуба соответствуют различные углы контакта рассматриваемого участка режущей кромки с поверхностью резания. В связи с этим следует говорить не о самих силах, а только об их приращениях.