42381444
  01 марта 2017        1061         0

Расчет геометрических параметров фрез

При анализе конструкций фрез приняты следующие обозначения их элементов: D – наружный диаметр, мм;  В – ширина фрезы, мм; L – длина инструмента, мм; – длина режущей части, мм; d – внутренний диаметр и наименьший диаметр конической фрезы, мм; d1 — наибольший диаметр конической фрезы, мм; R — радиус фрез, мм; f0 — длина переходной кромки, мм; ψ0  — ширина ленточки, мм; r – радиус при вершине (впадине), мм; φ — главный угол в плане, градус; φ  — вспомогательный угол в плане; φ0 — угол в плане переходной формы; α — задний угол; α1 — задний угол на боковой стороне зуба; αн  — задний угол на периферии; α0  — задний угол на передней кромке; γ — передний угол; γψ  — передний угол на ленточке; γf — передний угол на фаске; ω — угол подъема винтовых канавок, градус.

расчет числа зубьев фрезы

Рис. 4.1. Схемы для определения числа зубьев цилиндрических фрез с прямыми (а) и винтовыми (б) зубьями: t – глубина резания;Ψ — угол контакта фрезы с обрабатываемой поверхностью заготовки; tо – осевой шаг фрезы; ω — угол наклона винтовых канавок, градус; В – ширина фрезерования; D – наружный диаметр фрезы; d – диа-метр посадочного отверстия фрезы

Основными конструктивными элементами фрез являются: наружный диаметр фрезы; диаметр отверстия фрезы; число зубьев; углы тела зуба и впадины; форма зуба; углы режущей части зуба.
Наружный диаметр фрезы D зависит от диаметра окружности впадин dвп между зубьями, высоты зубьев Н и диаметра посадочного отверстия фрезы d. Чем больше тело фрезы, тем лучше будет отвод тепла, легче выполнять режущие зубья, посадочное отверстие под оправки и т. д. Диаметр окружности впадин между зубьями фрезы может быть определен, исходя из следующей зависимости:
dвп=(1,6…2,5)d
Для чистовых фрез (с мелким зубом) диаметр отверстия меньше чем у черновых. Для фрез с твердосплавными пластинами диаметр отверстия больше. Диаметр стандартных фрез (торцовых, дисковых, концевых и др.) может быть выбран из следующего стандартного ряда: 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100,0; 125,0; 160,0; 200,0; 250,0; 320,0; 400,0; 500,0; 630,0; 800,0; 1000,0 мм. Для прорезных и отрезных фрез рекомендованные размеры наружных диаметров выбираются из следующего ряда: 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0; 40,0; 62,0; 100,0; 160,0; 250,0; 400,0; 500,0; 630,0; 800,0; 1000,0 мм.
Число зубьев фрезы выбирается с учетом соблюдения условия равномерности  процесса фрезерования, и определяется по формуле:

ξ=ψ ⁄ ε ≥2,

где ψ — угол контакта; ε =360о⁄ Z — угол, соответствующий шагу зубьев.

Таким образом, для обеспечения равномерности фрезерования в работе должны участвовать не менее 2-х зубьев.

Для фрез с прямыми зубьями (рис. 4.1, а) число зубьев фрезы определяется по формуле:

Z=360o*ξ ⁄ φ
Для фрез с винтовыми канавками (рис. 4.1,б) число зубьев определяется по формуле:

Z = c*π*ctg ω ⁄ B,

где: с – целое число; ω — угол наклона винтовых канавок; В – ширина фрезеруемой поверхности заготовки.
От числа зубьев фрезы зависят форма и размеры зубьев и впадин между ними. Для остроконечных зубьев (рис. 4.2, а), применяемых при чистовых операциях, высота зуба h принимается равной 0,5…0,65 окружности шага, а радиус для впадины r принимается равной 0,5…0,2,0 мм. Для фрез, используемых при черновых операциях (с крупным шагом) высота зуба принимается равной 0,3…0,45 окружного шага (рис. 4.2, б), а радиус для впадины r = 0 … 0,75*h (чем больше диаметр фрезы, тем больше r). Спинка зуба, выполненная под двумя углами (задним углом α и углом среза спинки α1) имеет следующие параметры: α1=20 … 30o, фаска f =1,0 … 2,0 мм.

формы зубьев фрезы

Рис.4.2. Схемы форм острозаточенных зубьев: а — для чистовых операций; б – для черновых операций; в – при тяжелых работах

Спинка зуба (рис. 4.2, в), работающей фрезы при тяжелых операциях иногда выполняется по радиусу R = (0,3 … 0,45)*D . Передний угол в нормальном сечении определяется по табл. 4.1.

Для винтовых фрез передний угол γф определяется по формуле:

 Таблица 4.1. Значения передних углов в нормальном сечении

Обрабатываемый материал

Значения угла  для фрез

Из быстрорежущих сталей

Твердосплавных
 Сталь

σв до 60 МПа

20

15

 σв = 600 … 1000 МПа

15

+5…-5

σв >1000 МПа

12…10

-10…-15

Чугун

5…15

+5…-5

 

Значение переднего угла в нормальном сечении показано по табл. 4.2.

Таблица 4.2. Значения передних углов в нормальном сечении и фактические углы

γN Угол γф при угле ω в градусах
5 10 20 30 40 50 60
5 50 6030/ 110 17050/ 270 37030/ 49030/
10 100 11020/ 15010/ 21020/ 29030/ 39015/ 50030/
15 150 16010/ 19020/ 24050/ 320 410 51030/

Задний угол в нормальном сечении определяется по формуле:

Для чистовых фрез с мелкими зубьями α ≈ 16о, для черновых с крупным зубом α = 12о, для дисковых и прорезных фрез α ≈ 20о … 30о.

Угол наклона винтовых канавок фрез можно определить по табл. 4.3.
Таблица 4.3. Углы наклона режущих зубьев фрез

Типы фрез Угол  в градусах
Цилиндрические:
насадные 45…60
концевые 30…60
мелкозубые 25…30
Дисковые дву- и трехстронние 15…20
Торцовые мелкозубые 25…30

Угол в плане  основных типов фрез можно определить по табл. 4.4.

 

Таблица 4.4. Углы в плане фрез основных типов
Схема φ φ0 φ Характеристика фрез
Углы торцовых фрез для грубой обработки 20…30

 

45 … 60

 

2…3

 

2…3

Торцовые фрезы с D≥150  мм
для грубой обработки с глубиной
резания до 3 ммПри глубине резаниядо 3 мм
45…60 2…3 Торцовые фрезы с D≥150  мм
для  чистовой обработки
при больших подачах.
Вспомогательная кромка
выбирается l0=(4 … 6)*Sz
  45 …. 60 2…3 Торцовые фрезы D<150 мм для
чистовой обработки с одним
зачистным зубом, возвышающимся
над остальными на 0,06 мм.
Фрезы с D>150 мм имеют два
зачистных  зуба.
Длина l0>Sz, но не менее 30 мм.
Угол φ/ на зачистных зубьях равен
нулю при обработке чугуна
и φ/=6…12o при обработке стали
90 1…3 Торцовые фрезы для обработки
взаимно перпендикулярных
плоскостей, пазов и канавок.
Фаска f0=0,5 …1,5  мм в зависимости
от диаметра фрез

углы дву- и трехсторонних дисковых фрез

рис. 5 к табл. 4.4.

90 45 1 … 2 Фрезы дисковые дву- и трехсторонние.
Фаска f0=0,5 …1,5 мм, если не задана
чертежом
90 45  Прорезные (шлицевые) фрезы с
D=40…60мм; при ширине до 0,8 мм
угол φ/=15o, свыше 0,8 мм — φ/=30o
90 Прорезные (шлицевые) фрезы с
D=75 мм; при ширине 2…3 мм
угол φ/=1o;свыше 3 мм —
угол φ/=30o

Примечания:
1. Высоту h угловой режущей кромки принимают на 0,5…1,0 мм больше глубины резания t. Для фрез с углом φ=45…60o мм, h=3…7 мм.
2. У дисковых фрез, предназначенных для обработки точных (мерных) пазов за один проход вспомогательный угол определяется по формуле: tg φ/=ΔB ⁄ 2h1, где ΔB — допустимое уменьшение ширины фрезы после переточкb; h1 — высота стачиваемой части зуба.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

САПР
Рубрики