§ 26. ПОПЕРЕЧНОЕ СЕЧЕНИЕ СТРУЖКИ

Форма стружки при фрезеровании цилиндрической фрезой.

Как указывалось выше (см. стр. 79), зуб цилиндрической фрезы снимает слой металла в виде завитка. Этот завиток в сечении имеет форму, ограниченную двумя дугами радиусом, равным по­ловине диаметра фрезы. При фрезеровании против по­дачи (рис. 78, а) срезаемый слой имеет переменную толщину:

наименьшую в точке А при входе зуба в металл и наибольшую в точке Б при выходе зуба. При фрезеровании по подаче (рис. 78, б) срезаемый слой имеет также переменную толщину: наибольшую при входе зуба (точка Б) и наименьшую при выходе зуба (точка А).

Центральный угол, образованный радиусами, проведенными из центра фрезы к точкам входа и выхода ее зуба, называют уг­лом контакта (рис. 78, в). Обозначается угол контакта гречес­кой буквой ф (пси).

Угол контакта ф зависит от диаметра фрезы D и глубины фре­зерования t и может быть определен по следующей формуле:

Срезаемый при обработке слой металла, превращаясь в стружку, деформируется, т. е. размеры стружки не равны раз­мерам снятого слоя. Стружка получает усадку по длине и уве­личивается по толщине.

На рис. 79 показана усадка стружки при строгании и при фре­зеровании. Из рис. 79, а видно, что длина стружки меньше длины прохода резца, а толщина больше толщины срезанного слоя, или среза. На рис. 79, б видно, что в случае фрезерования толщина стружки в наибольшем сечении ее также больше тол­щины среза.

Для наших расчетов можно пренебречь величиной усадки стружки и считать, что толщина стружки при фрезеровании равна толщине снимаемого слоя, или среза.

Толщина стружки или толщина среза при цилиндрическом фрезеровании обозначается буквой а, и ее измеряют в радиальном направлении. Наибольшая толщина а_Наиб измеряется по радиусу ОВ (рис. 78, б) и равна стороне БВ в треугольнике БВБ_Х, в ко­тором сторона ББ соответствует подаче на один зуб s_3yg, а угол ББВ равен углу контакта ф. Поэтому наибольшая толщина стружки

Форма стружки при фрезеровании торцовой фрезой. На рис. 80 изображены формы стружки для случаев симметричного и несим­метричного фрезерования торцовой фрезой. При фрезеровании торцовой фрезой угол контакта ф образуется радиусами, прове­денными из центра фрезы к точкам входа и выхода зуба фрезы. Симметричным называют фрезерование, когда ось фрезы распо­ложена симметрично относительно средней линии поверхности обрабатываемой заготовки (рис. 80, a w б). При несимметричном фрезеровании ось фрезы смещена относительно средней линии

обрабатываемой поверхности (рис. 80, в). Несимметричным яв­ляется фрезерование также и тогда, когда обрабатывается часть заготовки по ширине (рис. 80, г).

Симметричное торцовое фрезерование в свою очередь делится на полное, когда B=D и угол контакта ф=180° (рис. 80, а), и неполное, когда B<D (рис. 80, б); в последнем случае угол контакта ф определяется из треугольника АОС:

Из рассмотрения рис. 80, а следует, что толщина срезаемого слоя а в случае полного симметричного фрезерования изменяется от нуля, при входе зуба в контакт с заготовкой, до величины s_3y6, при у =90°. Таким образом, наибольшая толщина стружки в этом случае равна подаче на один зуб, т. е.

В случае неполного симметричного фрезерования (рис. 80, б) толщина срезаемого слоя для любого произвольного положения

зуба фрезы, определяемого углом 6 = 90° —вычисляется по формуле:

при этом, как видно из рис. 80, б, минимальная толщина срезае­мого слоя а для точки А не равна нулю; наибольшая же толщина слоя имеет место при 6 = 90°, когда а_наиб =s_3y6 мм.

При несимметричном фрезеровании толщина срезаемого слоя (рис. 80, виг)^[1] изменяется так же, как и при работе цилиндри­ческой фрезой, т. е.

Поперечное сечение стружки при работе одного зуба. Попе­речным сечением стружки называют произведение ширины

фре­зерования на толщину стружки:

где F — поперечное сечение стружки в лш²;

В — ширина фрезерования в мм а — толщина стружки в мм.

Так как толщина стружки а на протяжении работы зуба ци­линдрической фрезы меняется от нуля до а_наиб, то поперечное

сечение стружки также меняется от нуля до наибольшего зна­чения.

Наибольшее поперечное сечение стружки

Среднее поперечное сечение стружки для цилиндрической фрезы равно, очевидно, половине наибольшего сечения, так как наименьшее равно нулю. Следовательно,

Среднее поперечное сечение стружки для торцовой фрезы почти равно наибольшему сечению в случае неполного симмет­ричного фрезерования и 0,5 от наибольшего в случае полного симметричного и 0,7 в случае несимметричного фрезерования.

Среднее поперечное сечение стружки при работе нескольких зубьев. По формулам (11), (Па), (12) и (12а) можно опреде­лить наибольшее и среднее поперечное сечение стружки лишь для случая работы одновременно только одного зуба. Так как для плавности работы фрезы необходимо, чтобы в резании одновре­менно участвовало больше одного зуба, и с этой целью приме­няют фрезу с винтовыми или наклонными зубьями, то перечис­ленные выше формулы для фрезерования фрезами с винтовыми или наклонными зубьями неприменимы.

Изложим простой метод определения суммарного среднего поперечного сечения стружки, снимаемой всеми одновременно работающими винтовыми или наклонными зубьями фрезы.

Фреза снимает в одну минуту стружку, имеющую объем, рав­ный В • t – s мм³. Если этот минутный объем стружки обозначить через W_MUH, то можно написать:

где В — ширина фрезерования в мм t — глубина фрезерования в мм s — подача в мм/мин.

Однако если умножить среднее сечение стружки F_cped в мм² на скорость резания, выраженную в мм/мин, т. е. на ЮООи, то