фрезерование радиусных поверхностей - e-mail: stanki

ФРЕЗЕРОВАНИЕ РАДИУСНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Глебов И.Т. (УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ), GIT5@yandex.ru
Milling radius surfaces
Радиусными поверхностями называют криволинейные поверхности галтелей,
полугалтелей, штапов, полуштапов, скруглений кромок (рисунок 1), которые являются
элементами
деревянных
деталей
мебели,
столярно-строительных
изделий.
Обрабатываются они радиусными фрезами.
Кинематические и динамические параметры процесса фрезерования
При обработке галтели (рисунок 2) режущая кромка АВС имеет форму дуги
окружности радиуса r. При продольном фрезеровании режущая кромка на участках,
примыкающих к точкам А и С выполняет продольно-поперечное резание, а на участках
около точки В – продольно-торцовое резание. В целом режущая кромка АВС выполняет
резание продольно-поперечно-торцовое, которое характеризуется углами скоса φс и
наклона φн.
б
а
в
г
Рисунок 1 – Радиусные поверхности деталей:
а – галтель; б – полугалтель; в – штап; г – полуштап
Для точки F, расположенной на середине дуги АВ угол наклона режущей кромки
к волокнам древесины φн = 45˚. Для этой точки среднее значение глубины фрезерования
tср = rsin45˚ = 0,71r.
(1)
Среднее значение диаметра окружности резания
Dср  D  0,58r .
(2)
Среднее значение угла скоса можно найти из выражения
tср
,
с   к / 2  arcsin
Dср
(3)
где φк – угол контакта режущей кромки в точке F с заготовкой в градусах;
к  115 tcр / Dср .
С
φн
Vs
ас
r
b
В
F
tcр А
Sz
Значение средней толщины срезаемого
слоя в точке F режущей кромки равно
ас  S z sin  н sin с ,
(4)
где Sz – подача на зуб, мм.
Средняя скорость главного движения
резания, м/с
Vcp 
lк
Рисунок 2 – Схема к расчету режима
фрезерования галтели
Dcp n
60000
.
(5)
Значение фиктивной силы резания р и
касательного давления срезаемого слоя на
переднюю поверхность лезвия k для продольнопоперечно-торцового резания древесины сосны
найдем по формулам
р#-//- = 0,98 + 0,00656с +(3,82 0,00656с) н/90;
(6)
k#-//-

= [0,029  0,00186c  (0,55  [0,029  0,00186 c ]) н ] 
90
 [ Б  (0,00077 - 0,0111Б, с  (0,196  [ Б  (0,00077  0,0111Б ) с ])
н
]V '
90

 (0,59 - 0,053 с )  [19,62 - (0,59 - 0,053 с )] н ,
(7)
90
где с – угол скоса, измеряемый между режущей кромкой и волокнами древесины при н
= 0 (значение с подставляется в градусах);
Б – коэффициент, при угле резания   55 Б = 0,059, при  > 55 Б = 0,069.
Для расчета мощности механизма главного движения найдем значение удельной
работы резания К, Дж/см3:
 p
К  ап а w (k 
),
(8)
ac
где
ап, аw – поправочные коэффициенты соответственно на породу и влажность
древесины;
аρ – коэффициент затупления лезвия;

k
   1  (1  0,1 )
.
(9)
p  o  50
Мощность механизма главного движения можно определить по объемной
формуле, кВт:
КVсо
,
Р
1000
где Vсо – секундный объем срезаемого слоя, см3/с;
r 2Vs'
Vсо 
,
2
где r – радиус закругления профиля галтели, см;
5
Vs' – скорость подачи с размерностью см/с; Vs'  Vs , где Vs – скорость подачи с
3
размерностью м/мин.
Значение окружной касательной силы резания находится через мощность, Н
1000 P
.
Fx 
Vcp
Конечно, расчет мощности можно выполнить и обычным путем, как это будет
показано ниже.
Порядок решения прямой задачи
В прямой задаче определяются значения сил резания и мощности механизма
главного движения. Задача решается в следующем порядке.
1. Для точки F (рисунок 2) находятся значения:
– средней толщины срезаемого слоя tcp, мм;
– среднего диаметра окружности резания Dcp, мм;
– средней скорости главного движения Vcp, м/с;
– угла наклона режущей кромки к волокнам древесины, φн = 45˚;
– угла контакта режущей кромки с древесиной φк, град.;
– угла скоса режущей кромки с волокнами древесины φс, град.;
– средней толщины срезаемого слоя ас, мм;
– длины дуги контакта, мм:
lк  tcp Dcp ;
– прироста радиуса закругления режущей кромки за период стойкости, мкм:
    lк nTК п Ки / 1000 .
2. Для древесины сосны с влажностью 12% находятся значения фиктивной силы
резания р, Н/мм, и касательного давления k, МПа, по формулам (62) и (63).
3. Находится значение коэффициента затупления αρ.
4. Определяется значение касательной силы резания на дуге контакта одним
зубом, Н:
Fxзуб  ап аw (  p  kac )b .
5. Находится средняя окружная касательная сила резания, Н:
Dcp
Fx  Fxзуб
.
zl к
6. Рассчитывается величина мощности механизма главного движения, кВт:
FxVcp
Р
.
1000
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Глебов И.Т. Резание древесины: Избранные лекции [Текст]/ И.Т. Глебов.
Екатеринбург, УГЛТУ, 2005. – 98 с.
2. Глебов И.Т. Резание древесины [Текст]/ И.Т. Глебов. Екатеринбург, УГЛТУ,
2001. – 151 с.