Последовательность выбора инструмента при фрезеровании

1. Определить группу обрабатываемого материала. К какой группе по ISO относится заданный материал заготовки. Стандарт ISO разделяет все обрабатываемые материалы на четыре основные группы (P/M/K/N): ISO Р (сталь), ISO М (нержавеющая сталь), ISO К (чугун): ISO N (алюминий, цветные металлы).

В табл.1 приведены коды обрабатываемых материалов, принятых в каталоге CoroKey, используемых в индивидуальных заданиях.

Таблица 1

ISO	СМС	Обрабатываемый материал
Р	01.1, 01.2, 01.3	Нелегированная сталь	_	_
02.1	Низколегированная сталь Содержание легирующих элементов ≤5%	Незакаленная	_
02.2	Закаленная	_
03.11	Высоколегированная сталь Содержание легирующих элементов ≤5%	Отожженная	_
03.21	Закаленная
06.2	Стальное литье низколегированное	Незакаленная	Литье
М	05.21, 05. 22,	Нержавеющая сталь	Аустенитная, ферритная	Поковки прутки
15.21, 15.22	Аустенитная	Литье
К	07.1, 07.2	Ковкий чугун	_	_
08.1, 08.2	Серый чугун	_	_

 

2. Определить вид фрезерования в соответствии с типом операции: торцевое фрезерование, фрезерование уступов, фрезерование пазов и т.д.

3. Выбрать тип применяемой фрезы, обеспечивающий максимальную

производительность данного вида фрезерования: СоrоМіll245, СоrоМіll290, СоrоМіll390 и т.п. по каталогу CoroKey. Тип фрезы определяется конструкцией обрабатываемой поверхности и видом оборудования.

4. Выбрать параметры фрезы. Размеры фрезы определяются размерами обрабатываемой поверхности и глубиной срезаемого слоя.

Диаметр фрезы Dс выбирают по возможности наибольшим для сокращения основного технологического времени и расхода инструментального материала, учитывая при этом жесткость технологической системы, схему резания, форму и размеры обрабатываемой заготовки. При торцевом фрезеровании диаметр фрезы Dс должен быть больше ширины фрезерования В, т.е. Dс = (1,25 – 1,5) B. При этом формирование стружки и нагрузка на режущую кромку будут оптимальными.

Шаг зубьев – это расстояние между одинаковыми точками соседних зубьев фрезы. Шаг зубьев фрезы может быть крупным L – первый выбор для работы на маломощном и нежестком оборудовании, при работе с большими вылетами и в нестабильных условиях;

нормальным М – первый выбор для большинства операций;

мелким Н – для обработки материалов дающих элементную стружку, для высокопроизводительного фрезерования при высокой жесткости СПИД, для фрезерования жаропрочных сплавов.

Некоторые фрезы имеют исполнение с неравномерным шагом зубьев, т. е. неравным расстоянием между пластинами. Преимуществом такого исполнения фрезы является снижение склонности к вибрациям. Такие фрезы рекомендуются при большом значении ширины фрезерования и увеличенном вылете.

Число зубьев фрезы Zn – связано с понятием шага.

Главный угол в плане Кr является основным геометрическим параметром фрез. Он измеряется между главной режущей кромкой и обрабатываемой поверхностью и определяет направление сил резания и толщину срезаемой

стружки. В основном фрезы выпускаются с главными углами в плане 45°,

90° и 10° и фрезы с круглыми пластинами.

 

 

Кr=90^° Кr=45^° Кr=10^°

Рис. 3. Главный угол в плане

 

При угле в плане 90° сила резания направлена в основном радиально в соответствии с направлением подачи, поэтому обрабатываемая поверхность не подвергается большому давлению, что благоприятно для нежестких заготовок. Основная область применения таких фрез - обработка прямоугольных уступов.

При работе фрезами с углом в плане 45° осевые и радиальные силы резания практически одинаковы и потребляемая мощность не высока. Это фрезы универсального применения. Особенно они рекомендуются для обработки материалов, дающих элементную стружку. Меньшая толщина срезаемого слоя при угле в плане 45° позволяет увеличить подачу стола, т.е. повысить производительность обработки.

Фрезы с углом в плане 10° рекомендуются для продольного фрезерования с большими подачами и плунжерного фрезерования, когда характерны небольшие толщины стружки и высокие скоростные параметры.

У фрез с круглыми пластинами главный угол в плане меняется от 0° до 90° в зависимости от глубины резания. Эти фрезы имеют очень прочную режущую кромку и могут работать при больших подачах стола. Фрезы с круглыми пластинами рекомендуется применять для обработки труднообрабатываемых материалов, таких как титан и жаропрочные сплавы.

5. Подобрать режущую пластину. При выборе геометрии пластины решающим является материал обрабатываемой детали, глубина резания и подача. Выбор геометрии передней поверхности пластин условно упрощен до трех возможных геометрий, различающихся характером резания: легкая геометрия - L, средняя геометрия – М и тяжелая геометрия – Н.

Легкая геометрия - L имеет более острую, но менее прочную режущую кромку и предназначена для выполнения фрезерования с небольшими нагрузками. Применяется для обработки нежестких заготовок и для чистового фрезерования. Характеризуется малыми подачами и низкой потребляемой мощностью.

Средняя– М универсальная геометрия для разнообразных условий обработки геометрия, средние величины подач.

Тяжелая геометрия – Н имеет наибольшую прочную и более тупую режущую кромку, применяется для черновой обработки, для обработки поверхностей с ковочной или литейной коркой, а также при опасности вибраций. Работает при больших глубинах резания и подачах.

Например, геометрия пластин для обработки чугунов: KL, KM, KH.

6. Определить элементы режима резания.

В табл. 2 приведены условные обозначения, принятые в Sandvik Coromant

и в России.

Глубина фрезерования а_р (мм) – измеряется вдоль оси вращения фрезы. При торцевом фрезеровании - это расстояние между обработанной и еще необработанной поверхностями, измеренное вдоль оси фрезы. При дисковом

фрезеровании – это, как правило, ширина фрезы.

Ширина фрезерования а_е (мм) – это величина срезаемого припуска, измеренная в радиальном направлении.

Скорость резания Vc (м/мин) – это длина пути (в м), которую проходит за одну минуту наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки. Эта величина определяет эффективность обработки и лежит в рекомендованных для каждого инструментального материала пределах.

 

Таблица 2

Условные обозначения

Обозначения, принятые SandvikCoromant	Обозначения, принятые в России	Параметры
vc	v	Скорость резания, м/мин
n	n	Частота вращения шпинделя, мин-1
fz	Sz	Подача на зуб, мм/зуб
fn	Sо	Подача на оборот, мм/об
Vf	Sм	Минутная подача, мм/мин
hмаx	hмаx	Максимальная толщина стружки, мм
ap	t	Глубина фрезерования, мм
aе	В	Ширина фрезерования, мм
kr	φ	Главный угол в плане, ο
Рс	N	Мощность резания, кВт

 

Частота вращения шпинделя n (мин-1) – соответствует числу оборотов фрезы в минуту.

Подача на зуб fz (мм/зуб) - это величина перемещения заготовки за время поворота фрезы на один зуб. Подача на зуб рассчитывается исходя из максимально рекомендуемой толщины стружки. При повышенной твердости обрабатываемого материала и повышенных требованиях к шероховатости поверхности необходимо снизить подачу на зуб, а при возникновении вибрации или интенсивном износе режущих кромок, наоборот, повысить.

Подача на оборот fn (мм/об) – это величина перемещения заготовки за время одного оборота фрезы.

Минутная подача Vf (мм/мин) – это величина перемещения заготовки и,

соответственно, стола станка в минуту.

Эти подачи связаны между собой зависимостью:

V_f = f_n×n= f_z×z×n

Где: n – частота вращения фрезы (мин-¹); z – число зубьев фрезы.

Максимальная толщина стружки h_маx (мм) является важным ограничительным фактором для инструмента. Режущая кромка фрезы проектируется для снятия стружки определенной толщины с начальным, минимальным и максимальным значениями. Средняя толщина стружки зависит от величины подачи на зуб, глубины резания и диаметра фрезы. Для дисковых фрез средняя толщина стружки не должна быть меньше 0,04 миллиметра.

Мощность, необходимая для резания Р_с (кВт) - характеристика станка, позволяющая оценить возможность применения инструмента и выполнения данного типа операции на данном оборудовании.

Рис. 4. Элементы режима резания