Влияние режимов работы на различные характеристики

Опубликовано admin Дек 19, 2010 в Фрезерные станки

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ НА СИЛОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ. Режим обработки на фрезерных станках характеризуется скоростями резания и подачи, параметрами инструмента, размерами обработки, углом встречи резца с волокнами древесины и свойствами обрабатываемого материала. Часто на практике требуется по известным характеристикам режима определить энергетические и силовые параметры работы станка.

При фрезеровании со стороны резца на заготовку действуют две силы: касательная к окружности резания сила и нормальная сила по радиусу инструмента. При расчетах необходимо различать мгновенную фактическую силу и условную окружную силу, которая принимается действующей во все время полного оборота инструмента.

Фактическая сила резания, действует только в момент среза стружки на дуге резания, равной длине стружки. Сила резания пропорциональна толщине стружки, следовательно, на дуге резания будет расти, достигая максимального значения вблизи точки выхода. При наличии двух резцов за один оборот инструмента будет срезано две стружки. Второй резец начнет срезать стружку после того, как переместится по окружности резания на величину я, равную половине длины окружности. При полном обороте инструмента цикл резания повторяется.

Окружная сила резания, действует постоянно во время полного оборота инструмента и рассчитывается по мощности резания, и скорости резания.

Силы используются при расчетах тяговых характеристик механизмов подачи и давления прижимных элементов. При положительных значениях силы будет наблюдаться отжим заготовки от инструмента, при отрицательных — затягивание.

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА ФРЕЗЕРОВАНИЯ. Назначение режимов обработки заключается в их определении расчетным путем исходя из технических характеристик станка, породы и состояния обрабатываемого материала, размеров обработки, состояния инструмента, требований к качеству обработки и производительности. Под качественными показателями технологического процесса понимается плоскостность, точность взаимного расположения и шероховатость получаемых деталей.

К основным параметрам режима работы относится скорость подачи и глубина фрезерования, которые задаются самим рабочим и оказывают непосредственное влияние на шероховатость обрабатываемых поверхностей. Влияние режимов на точностные показатели выражается через силы резания, усилия прижима и подачи, приводящие к деформации заготовки и упругим перемещениям формообразующих элементов станка.

Скорость подачи оказывает определяющее влияние на шероховатость обработки. От скорости подачи заготовки зависят величины кинематических неровностей, связанных с кинематикой процесса фрезерования, и неровностей разрушения.

Кинематические неровности имеют вид волн, размеры которых характеризуются длиной е и глубиной у. Если резание осуществляется одним резцом, то размеры всех волн будут оди­наковыми. Длина волны равна подаче на один оборот, а глубина волны для плоского фрезерования рассчитывается по определенной формуле.

Если резание производится двумя резцами с одинаковыми радиусами резания, установленными в диаметрально расположенных точках по окружности резания, то размеры волн по поверхности также будут равны. Однако по сравнению с предыдущим случаем длина волны будет соответствовать подаче на резец, а глубина волны станет в четыре раза меньше. .

На практике не удается обеспечить равенство радиусов резания резцов, даже применяя специальные приспособления. Точность установки резцов определяется разностью радиусов резания(0,05...0,1 мм) и лишь при исключительной тщательности операций достигает 0,02 мм. В этом случае резец имеющий больший радиус резания, оставляет более длинные волны.

Возможен случай, когда отношение будет равно или больше подачи на резец. Это приведет к тому, что поверхность обработки будет формироваться одним резцом с радиусом. Таким образом, процесс образования кинематических волн на обрабатываемых поверхностях будет зависеть от значений параметров, а следовательно, и от частоты вращения инструмента, и числа резцов, скорости подачи.

Критической скоростью подачи называется такая ее величина, превышение которой приводит к формированию поверхности обработки двумя резцами. Следовательно, на обработанной поверхности будут просматриваться волны разной длины. Если скорость подачи на станке будет меньше критической, в формировании обработанной поверхности будет принимать участие только один резец, оставляя волны одной длины.

Неровности разрушения проявляются на обработанной поверхности в виде отщепов, заколов и вырывов частиц древесины. В отличие от кинематических неровностей неровности разрушения не поддаются расчету. Однако в результате экспериментальных исследований установлено, что основное влияние на размеры неровностей разрушения оказывают скорость подачи заготовки, число резцов и частота вращения инструмента, направление волокон древесины по отношению к вектору скорости подачи.

В деревообработке для оценки шероховатости поверхности наиболее широко используется параметры по ГОСТ 7016 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики». Максимальная высота неровностей рассчитывается как среднеарифметическая величина максимальных расстояний от вершины гребня до дна впадины, имеющихся на контролируемой поверхности.

В технической документации до введения ГОСТ 7016 приводятся классы шероховатости.

Методы измерения шероховатости древесины и древесных материалов регламентированы ГОСТ 15S12. Для измерения шероховатости используют профилометр, профилограф, микроскоп МИС-11 (до 60 мкм) или микроскоп теневого сечения поверхности ТСП-4 (60...500 мкм). Техника измерений изложена в документации на приборы. Определение шероховатости может производиться сравнением с эталонными образцами.