Конструкция фрезы сборной с изменяемыми угловыми параметрами

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОНСТРУКЦИЯ ФРЕЗЫ СБОРНОЙ С ИЗМЕНЯЕМЫМИ УГЛОВЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Гришкевич А. А., Аникеенко А. Ф., Кукреш А. С.

В работе представлена конструкция фрезы сборной с изменяемыми углами передним и наклона режущей кромки. Получены теоретические зависимости влияния угла наклона режущей кромки л на величину отклонения от плоскостности ДR при различной длине режущей кромки лезвия и высоте обрабатываемой заготовки. Определен критерий возможного угланаклона режущей кромки при конкретной ее длине и ширине фрезерования. фреза режущий кромка лезвие

Обработка древесины и древесных материалов методом фрезерования является широко распространенной технологической операцией в деревоперерабатывающей промышленности. Фрезерный инструмент по количеству конструкций наиболее разнообразен в сравнении с другими видами дереворежущих инструментов. Технические инновации фрезерного дереворежущего инструмента в основном связаны с обеспечением качества получаемой продукции и уменьшением мощности на резание. При этом интенсификация процесса механической обработки древесины и древесных материалов возрастает.

На кафедре деревообрабатывающих станков и инструментов проводятся научно-исследовательские работы по созданию новых конструкций рефлекторного (от латинского слова reflecto - загибаю назад, поворачиваю) фрезерного инструмента, позволяющего частично решать поставленные задачи по ресурсо- и энергосбережению. Известно одно из ранее полученных авторских свидетельств учеными кафедры [1], также работавших в этом направлении.

Цель исследований - разработка новой конструкции фрезы сборной с изменяемыми углами - передним и наклона режущей кромки, которые позволят уменьшить мощность резания, повысить качество обрабатываемой поверхности и период стойкости инструмента.

Одна из разработок такого инструмента представлена на рис. 1. Особенностью конструкции является то, что держатель ножа 3 имеет возможность перемещаться относительно корпуса 2 по трем относительным координатам, изменяя при этом: передний г (±10є) или задний б (±10є) углы; угол наклона кромки л (±180є); угол между осью вращения и режущей кромкой ножа 1 ((±25є) (цилиндрическое или коническое фрезерование).

Рисунок 1 Фреза сборная с изменяемыми углами передним и наклона кромки

Рассмотрим пример обработки кромки заготовки высотой h с размерами hЧbЧL, представленной на рис.2.

Рисунок 2 Схема обрабатываемой заготовки

В результате поворота держателя ножа на угол л обработанная поверхность заготовки 1 будет иметь криволинейную (выпуклую) форму 3 вследствие изменения диаметра резания по ширине обработки h (рис. 3). Максимальное отклонение от размера составит величину ДR.

Рисунок 3 Схема для расчета отклонения от плоскостности: 1 - заготовка; 2 - нож; 3 - криволинейная (выпуклая) обработанная поверхность; - проекция режущей кромки на плоскость нормальную к оси вращения инструмента; h' - проекция высоты заготовки h / 2 на плоскость нормальную к оси вращения инструмента; - длина режущей кромки лезвия

Если принять допущение, что геометрическая ось фрезы совпадает с геометрической осью обрабатываемой заготовки и она будет обработана симметрично, то в результате изменения угла наклона кромки лезвия (90є > л > 0 є) поверхность заготовки на максимальной длине режущей кромки лезвия (максимальный радиус резания) может иметь отклонение от плоскостности. Это отклонение ограничивается ГОСТ [2] на величину, которую можно определить зависимостью (1) или (2).

(1)

или

(2)

где R - радиус резания; l_н - длина режущей кромки ножа; л - угол наклона кромки.

Если рассматривать отклонение от плоскостности ДR в зависимости от угла наклона режущей кромки л при разных высотах обрабатываемых деталей (разная ширина фрезерования), то величину ДR можно определить по формуле (3):

(3)

По формуле (2) строим графики (рис. 4), характеризующие зависимость отклонения плоскостности ДR от угла наклона режущей кромки л для длин режущих кромок ножа l_н = 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60 мм, и формуле (3) графики (рис. 5) для деталей высотой h = 10, 15, 20, 30, 40, 50 мм при фрезеровании режущей кромкой длиной l_н = 60 мм.

Рисунок 4 Угол наклона режущей кромки л на величину отклонения от плоскостности ДR для установленных длин режущих кромок

Рисунок 5 Влияние угла наклона режущей кромки л на величину отклонения от плоскостности ДR для установленных высот обрабатываемых деталей при фрезеровании режущей кромкой длиной = 60 мм

Из приведенных графиков видно, что для лезвия с длиной режущей кромки 10 мм ее поворот на угол 30є увеличит радиус резания ДR (крайней точки режущей кромки) на 0,045 мм. То есть, заготовку высотой до 10 мм можно фрезеровать с углом л = 30є при степени точности по 14-муквалитету (до 0,10 мм).

Что касается лезвия с длиной режущей кромки 15 мм, то при угле л = 30є степень точности достигнет 0,10 мм (по 14 квалитету - 0,12 мм). Фрезеровать заготовку высотой h =15 мм можно только при л = 26,5є с точностью 0,10 мм. При ширине фрезерования заготовки лезвием с длиной режущей кромки 20 мм ни 13-го, ни 14-го квалитета (0,10 и 0,16 мм соответственно) мы получить не сможем при л = 30є. Получить сможем только 15-й квалитет (до 0,25 мм), а 13-й квалитет точности получим с углом л не более 22є.

Аналогично можно провести анализ и по другим длинам режущих кромок, согласовав их при этом с высотами обрабатываемых деталей, и определить необходимый угол л для установленного квалитета точности.

По методике, разработанной профессором Бершадским А. Л. [3], на мощность резания при фрезеровании влияет угол резания д, зависящий от угла наклона кромки л и определяемый по формуле (4):

(4)

где- рабочий угол резания; - угол резания в нормальном сечении лезвия;

л - угол наклона кромки.

При этом с увеличением угла л уменьшается и мощность резания, поскольку уменьшается рабочий угол резания .

Таким образом, можно отметить, что поворот режущей кромки лезвия на угол л до 90є будет способствовать уменьшению мощности резания, однако отрицательным образом влиять на степень точности обработки и, в конечном счете, степень точности обработки будет критерием при оптимизации угла л.

Заключение

Предлагаемая конструкция фрезы сборной дает возможность изменять угол наклона кромки (угол в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью) и передний (задний) угол, что позволяет уменьшить составляющие силы резания, повысить полный период стойкости инструмента по критерию качества (отсутствие: сколов при обработке ламинированных древесностружечных плит, отрыва волокон, сколов при обработке древесины). Она позволит решить научно-исследовательскую задачу по оптимизации угла л по показателям качества обработанной поверхности (отклонение от плоскостности) и мощности на резание, а также стать универсальным инструментом при обработке различных видов материалов на деревоперерабатывающих предприятиях.

Библиографический список

1. Цилиндрическая фреза: а. с. № 666080 / Л. В. Лабурдов, А. П. Клубков, А. П. Фридрих; заявитель Белорусский технологический институт им. С. М. Кирова. № 2424015/29-15; Минск: Вышэйшая школа, 1976.

2. Изделия из древесины и древесных материалов. Допуски формы и расположения поверхностей: ГОСТ 6449.3 - 82.

3. Бершадский, А. Л., Цветкова Н. И. Резание древесины, Минск: Вышэйшая школа, 1975. 304 с.

Размещено на Allbest.ru