Реферат: Проектування геометрії косозубих торцевих фрез з ступінчастими схемами різання

Для подальшого використання за базовий був обраний інструмент з регулюванням різальних ножів в процесі обробки. Серед напрямків удосконалення базового інструменту можна виділити декілька основних:

– застосування прогресивних схем зрізування припуску;

– спірально-ступінчасте розташування різальних ножів;

– застосування ножів з радіусною каліброваною кромкою і можливістю регулювання торцевого биття.

Розглянуті процеси фінішної обробки плоских поверхонь розроблені недостатньо. Має місце суперечливість існуючих рекомендацій щодо застосування та умов експлуатації чистових торцевих фрез, використання яких дозволяє підвищити якість обробки плоских поверхонь деталей.

На кафедрі технології машинобудування і конструювання технічних систем ЖІТІ було запропоновано застосування комбінованої схеми різання, в якій поряд з нерухомо закріпленими відносно корпуса фрези ножами існує профілюючий різальний ніж з необхідною геометрією і можливістю руху в процесі обробки, в напрямку перпендикулярному до вектора подачі заготовки для забезпечення високої якості обробки по ширині торцевого фрезерування.

Тому було виділено ряд пріоритетних напрямків, за якими проводились подальші дослідження, а саме необхідно було:

– розробити конструкцію чистової косокутної торцевої фрези, оснащеною НТМ, з комбінованою схемою різання;

– виконати силовий аналіз для фрези з комбінованою схемою обробки;

– дослідити вплив похибок верстата на формоутворення поверхні;

– визначити вплив режимів різання на експлуатаційні показники оброблених поверхонь та встановити їх раціональні значення при обробці стальних загартованих та чавунних деталей;

– практично підтвердити доцільність використання розробленої конструкції чистової косокутної торцевої фрези з комбінованою схемою різання і рекомендованих параметрів проведення експериментальних досліджень для фінішної обробки деталей із чавунів і загартованих сталей;

2. Удосконалення комбінованої схеми різання з регулюванням положення профілюючого різального ножа в процесі обробки

Удосконалення схеми плоского фрезерування торцевими фрезами реалізується шляхом зняття припуску різальними ножами, де найбільшу частину припуску видаляють різальними ножами, які нерухомо закріплені відносно корпусу фрези. Корпус рухається за коловою траєкторією, після чого чистовий припуск видаляють різальними ножами, які розташовані в радіальному напрямку на найменшій відстані від осі фрези з найбільшим вильотом відносно нерухомих різальних ножів і рухаються за прямолінійною траєкторією перпендикулярно до вектора повздовжньої подачі заготовки, що забезпечить підвищення якості обробки в напрямку, перпендикулярному до вектора повздовжньої подачі заготовки .

Формування перерізу зрізу відбувається наступним чином:

Силовий аналіз здійснювався за рівняннями розробленими Розенбергом А.М. і Розенбергом О.О. з уточненнями до умов чистового торцевого фрезерування. Для розрахунку складових сили різання: колової сили , подачі та осьової сили різання була створена методика визначення кількості ножів, які приймають участь в різанні, та реалізований алгоритм і програма обчислення на ЕОМ на мові програмування С++.

Результати моделювання показують, що складові сили різання для запронованого методу фрезерування розраховуються за наступною умовою:

де – поточний час обертання, – частина періоду обертання інструменту, в який здійснюється різання рухомим різальним ножем, – сумарна миттєва сила різання нерухомо закріпленими ножами, – сила різання, що діє на рухомий в процесі обробки різальний ніж.

Для визначення раціональної кількості ступіней фрези з комбінованою схемою різання був розраховані складові сили різання , , із врахуванням змінюваної кількості ножів, які приймають участь в різанні. Проведена апроксимація складових рядами Фур'є. Чисельний аналіз виконано в пакеті MathCad. За результатами аналізу отримані максимальні і середні значення складових сили різання і розрахований силовий коефіцієнт нестабільності фрезерування для одно- і багатоступінчастих фрез (табл. 1).

Таблиця 1

№ з/п	Схема різання	, Н	, Н
1.	одноступінчаста	144,06	94,483	1,524
2.	трьохступінчаста	48,022	32,698	1,468
3.	девятиступінчаста	16,008	11,311	1,415

Результати розрахунків показують, що найбільш стабільними в процесі обробки є багатоступінчасті фрези. Для запропонованої комбінованої схеми різання рекомендована конструкція з 9-ма ступенями.

Одним із показників якості обробки є відхилення від площинності оброблених поверхонь.

Запропонована комбінована схема плоского фрезерування дозволяє отримати наступний профіль обробленої поверхні з відхиленням від площинності f = 0 мм :

1) при відхиленні вісі шпинделя в напрямку подачі ;

2) при відхиленні вісі шпинделя в напрямку, перпендикулярному подачі

3. Конструювання чистової косокутної торцевої фрези з комбінованою схемою різання

Запропоновано методику досліджень для визначення силових факторів обробки і методику визначення параметрів мікрогеометрії оброблених поверхонь.

Конструктивно фреза складається із корпуса, в якому закріплені різальні ножі. Установка фрези на верстаті. Кріплення різальних ножів здійснюється клиновим затискаючим механізмом. В плунжері встановлений і закріплений за допомогою гвинта рухомий різальний ніж з можливістю точного регулювання його осьового вильоту мікрометричним гвинтом. Копір, який забезпечує прямолінійний рух різального ножа в процесі обробки, закріплюється до корпусу шпиндельної коробки.