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 φ_с и наклона φ_н.

Для точки F, расположенной на середине дуги АВ угол наклона режущей кромки к волокнам древесины φ_н = 45˚. Для этой точки среднее значение глубины фрезерования

t_ср = rsin45˚ = 0,71r. (1)

Среднее значение диаметра окружности резания

. (2)

Среднее значение угла скоса можно найти из выражения

, (3)

где φ_к – угол контакта режущей кромки в точке F с заготовкой в градусах; .

Значение средней толщины срезаемого слоя в точке F режущей кромки равно

, (4)

где S_z – подача на зуб, мм.

Средняя скорость главного движения резания, м/с

. (5)

Значение фиктивной силы резания р и касательного давления срезаемого слоя на переднюю поверхность лезвия k для продольно- поперечно-торцового резания древесины сосны найдем по формулам

р_#-//-^ = 0,98 + 0,00656j_с +(3,82 - 0,00656j_с) j_н/90; (6)

k_#-//-^ =

, (7)

где j_с – угол скоса, измеряемый между режущей кромкой и волокнами древесины при j_н = 0 (значение j_с подставляется в градусах);

Б – коэффициент, при угле резания d £ 55° Б = 0,059, при d > 55° Б = 0,069.

Для расчета мощности механизма главного движения найдем значение удельной работы резания К, Дж/см³:

, (8)

где а_п, а_w – поправочные коэффициенты соответственно на породу и влажность древесины;

а_ρ – коэффициент затупления лезвия;

. (9)

Мощность механизма главного движения можно определить по объемной формуле, кВт:

,

где V_со – секундный объем срезаемого слоя, см³/с;

,

где r – радиус закругления профиля галтели, см;

– скорость подачи с размерностью см/с; , где V_s – скорость подачи с размерностью м/мин.

Значение окружной касательной силы резания находится через мощность, Н

.

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 t_cp, мм;

– среднего диаметра окружности резания D_cp, мм;

– средней скорости главного движения V_cp, м/с;

– угла наклона режущей кромки к волокнам древесины, φ_н = 45˚;

– угла контакта режущей кромки с древесиной φ_к, град.;

– угла скоса режущей кромки с волокнами древесины φ_с, град.;

– средней толщины срезаемого слоя а_с, мм;

– длины дуги контакта, мм:

;

– прироста радиуса закругления режущей кромки за период стойкости, мкм:

.

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 α_ρ.

4. Определяется значение касательной силы резания на дуге контакта одним зубом, Н:

.

5. Находится средняя окружная касательная сила резания, Н:

.

6. Рассчитывается величина мощности механизма главного движения, кВт:

.

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.