РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФРЕЗЫ

Задание:

Рассчитать и сконструировать торцовую насадную фрезу со вставными ножами, оснащёнными твёрдым сплавом, для обработки заготовки с шириной фрезерования B и припуском на обработку h. Конструкцию фрезы рекомендуется выбрать по ГОСТ 24359 – 80, присоединительные размеры – по      ГОСТ 27066 – 86.

Обрабатываемый материал: Сталь 15.

Предел прочности: σ_в = 450 МПа.

Размеры заготовки: В = 120 мм; снимаемого слоя: h = 10 мм.

Параметр шероховатости обработанной поверхности: R_z=63мкм (фрезерование чистовое).

Решение:

3.1 Определение наружного диаметра D.

,         ([1], стр. 19)

t = h = 10 мм – глубина резания;

S_z = 0,12 мм –подача на зуб (табл. 3.3, [1], стр. 20);

l = 500 мм – расстояние между опорами.

.

Рассчитанный диаметр округляется до ближайшего стандартного размера (СТ СЭВ 201-75)

При коэффициенте прогрессии мм.

3.2 Диаметр отверстия под оправку рассчитываем по формуле:

,                     ([1], стр. 22)

σ_{ид =} 250 МПа  – допустимое напряжение на изгиб оправки;

М_сум – суммарный момент, действующий на фрезерную оправку, определяемый по следующей формуле:

,     ([1], стр. 22)

R – равнодействующая сила резания: R  = 1,41 × P_z;

l – расстояние между опорами фрезерной оправки, принимают в зависимости от длины посадочного участка центровой фрезерной оправки: l = 500 мм;

P_z – главная составляющая силы резания:

,    ([2], стр. 282)

Для обработки конструкционной стали торцовой фрезой с твёрдым сплавом (табл. 41, [2], стр. 291):

C_P = 825; x_P = 1,0; y_P = 0,75; u_P = 1,1; q_P = 1,3; ω_P = 0,2

t – глубина резания, при снятии припуска за один проход t = h = 10 мм;

z – число зубьев, принимаем равное 10;

K_P – поправочный коэффициент, K_P = K_MP,

                                       ,                      ([2], стр. 229)

n_P = 0,75 – для обработки конструкционной стали с пределом прочности

σ_в < 600 МПа.

,

n – частота вращения шпинделя, определяемая по формуле:

,                   ([6], стр. 226)

V_и – скорость главного движения резания, допускаемая режущими свойствами фрезы, определяемая по формуле:

 , ([6], стр. 228)

C_V = 332; q_V = 0,2; x_V = 0,1; y_V = 0,4; u_V = 0,2; P_V = 0; m = 0,2 – для обработки конструкционной стали (табл. 39, [2], стр. 286);

T – период стойкости торцевой фрезы, при D = 100 мм – T = 180 мин      (табл. 40, [2], стр. 290);

K_V – поправочный коэффициент, определяемый по формуле:

K_V = K_MV × K_ПV × K_ИV,

,

  K_Г = 1,0; n_V = 0,9 – при обработке стали 15;

,

K_ПV = 1,0 – обработка заготовки без корки (табл. 5, [2], стр. 263);

K_ИV = 1,0 – материал режущей части – твёрдый сплав Т15К6.

K_V =1,58 × 1,0 × 1,0 = 1,58,

P = 1,41 × 3504,5 = 4941,3 Н,

Допустимое напряжение на изгиб материала оправки принимаем σ_и.д. = = 250 МПа.

.

Принимаем ближайший диаметр отверстия фрезы под оправку по   ГОСТ 9472 – 83: d = 10 мм.

3.3 Окончательное число зубьев фрезы

z = m × ÖD = 1,2 × Ö125 = 12,42;

Принимаем чётное значение z = 12.

3.4 Определяем окружной торцовый шаг зубьев фрезы:

3.5 Проверка рассчитанных величин z и S_ос на условие равномерного фрезерования.

Процесс фрезерования можно считать равномерным при выполнении следующего условия:

.

Коэффициент k близок по значению к целому, следовательно условие выполняется.

3.6 Отверстие фрезы под оправку выполняют по   ГОСТ 9472 – 83:

d = 10 мм.

3.7 Определяем геометрические параметры рабочей части фрезы: главный задний угол – α = 15°, передний угол – γ = -5°, главный угол в плане – φ = 30°, вспомогательный задний угол – α₁ = 10°, угол наклона главной режущей кромки – λ = 15 (табл. 3.6 [1], стр. 24).

3.8 Выбираем материал фрезы: корпуса – сталь 40Х; ножей – твёрдый сплав Т15К6. Назначаем твёрдость деталей фрезы после термической обработки: корпуса 32 – 41,5 HRC_э ([5], стр. 249); режущей части ножей 92 – 87 HRA .

3.9 Допуски и на основные элементы фрезы и другие технические требования принимаем по ГОСТ 8721 – 69*, предельные отклонения размеров рифлений – по ГОСТ 2568 – 71*.