Способ обработки поверхностей фрезой

 

Использование: обработка металлов резанием, а именно фрезами. Сущность изобретения: обеспечивают получение требуемого радиуса кривизны обрабатываемой поверхности заготовки путем установки фрезы под углом относительно этой поверхности. Фрезе придают при этом вращательное движение, а заготовке - поступательное. Угол наклона фрезы изменяют в процессе обработки в зависимости от величины припуска и определяют по формуле, данной в формуле изобретения. 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при обработке поверхностей деталей фрезами на станках с ЧПУ.

Известен способ фрезерования, при котором ось фрезы устанавливают перпендикулярно обрабатываемой поверхности [1] Недостатком этого способа является невозможность получения радиусных поверхностей на обрабатываемой заготовке и низкое качество обработанной поверхности в результате царапания по ней не участвующих в снятии припуска зубьев.

Известен способ фрезерования, при котором фрезу наклоняют относительно обрабатываемой поверхности для обеспечения требуемого радиуса кривизны причем фрезе придают вращательное движение, а заготовке поступательное. Угол наклона фрезы определяют в соответствии с кривизной обрабатываемой поверхности из интервала 3-23^o [2] Недостатком этого способа является низкая точность обработки, обусловленная тем, что не учитываются упругие отжатия инструмента, возникающие в процессе обработки.

Сущность изобретения состоит в том, что угол наклона фрезы к обрабатываемой поверхности определяется с учетом компенсации упругих отжатий технологической системы и постоянно изменяется в процессе обработки в зависимости от изменения величины припуска.

Технический результат повышение точности обработки путем обеспечения компенсации упругих отжатий.

Данный способ может быть реализован при обработке деталей на станках с ЧПУ.

На фиг. 1 представлена схема обработки поверхности заготовки фрезой. На фиг. 2 представлен профиль обработанной поверхности.

Фрезе (1) радиуса R_ф придают вращательное движение, заготовке (2) поступательное, а ось фрезы наклона на угол β относительно обрабатываемой поверхности для получения требуемого радиуса кривизны R (фиг. 2).

Исходя из кинематической схемы (фиг. 1) угол наклона фрезы определяется: Однако в процессе резания возникают упругие отжатия Δ_упр (фиг. 2), влияющие на радиуса кривизны обработанной поверхности R, что необходимо учитывать при определении β: Величину упругих отжатий Δ_упр определяют по формуле где P сила резания; j жесткость технологической системы; P = 2,5·σ_в·S·t;
σ_в предел прочности обрабатываемого материала;
S подача;
t припуск на обработку.

Величину припуска непрерывно измеряют в процессе обработки и в зависимости от ее изменения измеряют угол наклона фрезы.

Итоговая формула:

Пример. Производят обработку детали фрезой, требуется получить радиус кривизны обработанной поверхности R 20 мм.

Радиус фрезы R_ф 10 мм.

Предел прочности обрабатываемого материала σ_в 1300 Мпа.

Припуск на обработку t₁ 2 мм.

Подача S_z 1 мм,
Жесткость технологической системы j = 2,5¹⁰·10 Н/мм,
1. Угол наклона фрезы:

P₁ = 2,5·σ_в·S·t = 2,5·1300·10⁶·1·2 = 6500·10⁶ H,


2. В процессе обработки припуск изменялся: t₂ 3 мм, тогда необходимо изменить угол наклона фрезы
P₂ = 2,5·σ_в·S·t = 2,5·1300·10⁶·1·3 = 9750·10⁶ H,


Из данного примера можно сделать выход, что существенное влияние на точность размеров обработанной поверхности оказывают упругие отжатия и их компенсация значительно повышает точность обработки.

Преимуществом по сравнению с прототипом является то, что в предлагаемом способе угол наклона фрезы связан с размерами обработанной поверхности математической зависимостью, что позволяет управлять точностью обработки.

Формула изобретения

Способ обработки поверхностей фрезой, включающий получение требуемого радиуса кривизны обрабатываемой поверхности заготовки путем установки фрезы под углом относительно этой поверхности, причем фрезе придают вращательное движение, а заготовке поступательное, отличающийся тем, что угол наклона фрезы изменяют в процессе обработки в зависимости от изменения величины припуска, при этом угол наклона фрезы определяют по формуле

где β _ угол наклона фрезы, град.

R требуемый радиус кривизны обрабатываемой поверхности, мм;
R_ф радиус фрезы, мм;
j жесткость технологической системы, Н/мм;
σ_в _ предел прочности обрабатываемого материала, МПа;
S подача, мм;
t припуск на обработку, мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2