W tym tygodniu w tygodniku meetyou omówimy wp?yw k?ta pochylenia linii ?rubowej na wydajno?? skrawania frezu.

Jak wszyscy wiemy, istniej? dwa podstawowe rodzaje kszta?tów kraw?dzi skrawaj?cych frez trzpieniowy: kszta?t prosty i spiralny, w?ród których typ spiralny jest szerzej stosowany, poniewa? mo?e prowadzi? do szybszego, stabilniejszego i bardziej efektywnego ci?cia ni? typ prosty. Mo?esz zobaczy? ogólne 2 typy helicaledge na ryc. 1. Lewy typ helikalny jest u?ywany g?ównie do precyzyjnego frezowania, takiego jak przetwarzanie kluczy do telefonów komórkowych, panel prze??czników filmowych, panel LCD i soczewki akrylowe. Prawy frez spiralny jest zgodny z obrotami wrzeciona frezarki i jest wygodny do roz?adowywania w wi?kszo?ci uchwytów. W zwi?zku z tym najcz??ciej u?ywany jest prawy frez ?rubowy, a wspólny prawy k?t ?rubowy wynosi zwykle 30 ° ~ 45 °.

Naszym ogólnym zdaniem k?t pochylenia linii ?rubowej U frezu czo?owego odpowiada k?towi nachylenia λs, ale wprowadzenie i omówienie k?ta pochylenia dotyczy g?ównie obróbki tokarskiej. Istnieje jednak wiele ró?nic mi?dzy frezowaniem a toczeniem. Nie da si? zastosowa? ca?ej wiedzy o k?cie nachylenia kraw?dzi do frezowania trzpieniowego.

W przypadku frezowania wiadomo z grubsza, ?e wi?kszy k?t pochylenia spirali zwi?ksza liczb? z?bów pracuj?cych jednocze?nie, zmniejszaj?c uderzenia i zwi?kszaj?c g?adko?? podczas frezowania oraz sprawiaj?c, ?e kraw?dzie frezów palcowych s? ostre. Poza tym, jaki wp?yw b?dzie mia? rozmiar k?ta pochylenia linii ?rubowej na frezy walcowo-czo?owe? K?ty narz?dzia i kraw?dzi s? ze sob? powi?zane i wzajemnie na siebie wp?ywaj?. Zróbmy eksperyment, aby uzyska? dane do dalszego poznania tego tematu.

 

Eksperyment z frezowaniem rowków za pomoc? 2-ostrzowego frezu spiralnego

Eksperyment przeprowadzono na pionowym centrum obróbczym. Dwuostrzowy frez walcowo-czo?owy o ?rednicy φ12 mm i ró?nych k?tach pochylenia linii ?rubowej zosta? u?yty do frezowania rowka o wymiarach 12 mm × 12 mm i szeroko?ci × wysoko?ci. B??d pionowy (ΔX) obu stron rowka zmierzono na podstawie dolnej powierzchni rowka po obróbce. Wp?yw k?ta spirali na dok?adno?? obróbki oceniono porównuj?c warto?ci b??dów.

Elementem obrabianym jest stal w?glowa o twardo?ci 28HRC. Parametry skrawania ka?dego narz?dzia w eksperymencie s? nast?puj?ce: pr?dko?? posuwu 50mm/min, pr?dko?? skrawania 29m/min, g??boko?? skrawania 12mm. Stosowany jest olej ch?odz?cy. Wyniki eksperymentu przedstawiono na rycinie 2.

 

Z wyników eksperymentu mo?emy stwierdzi?, ?e:

( 1) Nadci?cie zawsze wyst?puje po stronie przedmiotu obrabianego, która jest frezowana w gór?. Wr?cz przeciwnie, zjawisko braku skrawania pojawia si? zawsze po stronie frezowania wspó?bie?nego, a maksymalny punkt nadci?cia i braku skrawania znajduje si? na najdalszym wysuni?ciu frezu palcowego. Ten punkt jest zgodny ze wzorem deformacji narz?dzia i d?ugo?ci? przed?u?enia narz?dzia podczas frezowania przeciwbie?nego i wspó?bie?nego.

(2) Poniewa? k?t spirali frezu trzpieniowego jest mniejszy ni? 30°, warto?? b??du prostopad?o?ci b?dzie ros?a wraz ze wzrostem k?ta spirali, zarówno po stronie frezowania do przodu, jak i do ty?u.

Gdy k?t spirali jest wi?kszy ni? 40 °, b?dzie si? zmniejsza? wraz ze wzrostem k?ta spirali. Dlatego mo?na uzna?, ?e gdy frez końcowy ma mniejszy k?t linii ?rubowej lub wi?kszy k?t linii ?rubowej, dok?adno?? kszta?tu frezowania rowków jest wysoka, chocia? wydaje si? to sprzeczno?ci?.

(3) Z punktu widzenia dok?adno?ci obróbki, gdy k?t pochylenia linii ?rubowej wynosi 0, kraw?d? skrawaj?ca jest prosta, a dok?adno?? jest najwy?sza. Jednak z podstawowych charakterystyk k?ta pochylenia linii ?rubowej frezu palcowego wynika, ?e w tym przypadku frez walcowo-czo?owy b?dzie ca?kowicie wykonywa? skrawanie przerywane. Ten rodzaj obróbki z du?ym udarem skrawania wymaga du?ej dok?adno?ci wykonania samego narz?dzia.

 

Eksperyment frezowania bocznego k?townikiem ?rubowym i 4-ostrzowym frezem walcowo-czo?owym

Bok przedmiotu jest frezowany na pionowym centrum obróbczym 4-kraw?dziowym frezem walcowo-czo?owym o k?cie pochylenia linii ?rubowej 30° i 55°. Porównujemy wp?yw zmiany dwóch frezów trzpieniowych wraz z szeroko?ci? skrawania (posuwem promieniowym) na dok?adno?? obróbki. Gdy ?rednica frezu walcowo-czo?owego wynosi 25mm, stal 45 # o twardo?ci 94HRB nale?y ci?? metod? frezowania prostego i na sucho. Parametry skrawania to posuw 100 mm/min, pr?dko?? skrawania 26 mm/min i g??boko?? skrawania 38 mm. Zmierzony b??d prostopad?o?ci, b??d p?asko?ci oraz chropowato?? powierzchni po obróbce przedstawiono na rysunku 3.

Mo?na zauwa?y?, ?e gdy szeroko?? skrawania nie jest szczególnie du?a, dok?adno?? obróbki frezu walcowo-czo?owego o du?ym k?cie pochylenia 55 ° jest wy?sza ni? w przypadku frezu walcowo-czo?owego o k?cie pochylenia 30 °. Jest to zgodne z wynikami eksperymentu frezowania rowków na rysunku 2. Po przeanalizowaniu przyczyn mo?na uzna?, ?e dzieje si? tak dlatego, ?e gdy szeroko?? skrawania jest ma?a, rzeczywisty k?t natarcia frezu walcowo-czo?owego o du?ym k?cie pochylenia ?rubowego jest du?y, co sprawia, ?e ostra kraw?d? i zmniejsza opór skrawania stycznego, zu?ycie energii i deformacj? narz?dzia.

 

Indukcja charakterystyk k?ta helisy

(1) K?t spirali i opór skrawania: styczny opór skrawania maleje wraz ze wzrostem k?ta pochylenia linii ?rubowej, a osiowy opór skrawania wzrasta wraz ze wzrostem k?ta pochylenia linii ?rubowej.

(2) K?t spirali i k?t natarcia: zwi?kszenie k?ta pochylenia linii ?rubowej powoduje zwi?kszenie rzeczywistego k?ta natarcia frezu czo?owego i ostrzejsze ostrze kraw?dzi.

(3) K?t spirali i precyzja obrabianej powierzchni: Zasadniczo warto?? tolerancji prostopad?o?ci i p?asko?ci obrabianej powierzchni wzrasta wraz ze wzrostem k?ta spirali, ale gdy k?t spirali jest wi?kszy ni? 40 °, zmniejsza si? wraz ze wzrostem spirali k?t.

(4) K?t spirali i ?ywotno?? narz?dzia: pr?dko?? zu?ycia obwodowej ta?my kraw?dziowej jest zasadniczo proporcjonalna do k?ta spiralnego. Z drugiej strony, gdy k?t spiralny jest bardzo ma?y, niewielkie zu?ycie narz?dzia równie? znacznie zmniejszy wydajno?? ci?cia narz?dzia , powodowa? wibracje i uniemo?liwi? dalsze u?ytkowanie narz?dzia. Gdy k?t pochylenia linii ?rubowej jest zbyt du?y, sztywno?? narz?dzia b?dzie s?aba, a ?ywotno?? ulegnie skróceniu.

(5) K?t spirali i materia? do ci?cia: podczas obróbki mi?kkich materia?ów o niskiej twardo?ci nale?y u?y? du?ego k?ta pochylenia linii ?rubowej, aby zwi?kszy? k?t przedni i poprawi? ostro?? kraw?dzi skrawaj?cej. Podczas obróbki twardych materia?ów o du?ej twardo?ci stosuje si? ma?y k?t pochylenia linii ?rubowej zmniejszy? k?t przedni i poprawi? sztywno?? kraw?dzi skrawaj?cej

 

Wnioski dotycz?ce naszych badań nad frezami walcowo-czo?owymi o k?cie pochylenia linii ?rubowej

K?t spiralny jest jednym z g?ównych parametrów frezu walcowo-czo?owego. Zmiana k?ta spirali ma du?y wp?yw na wydajno?? ci?cia frezu. Wraz z rozwojem technologii obróbki CNC oraz elastycznej technologii wytwarzania mo?liwa jest zmiana wielko?ci k?ta pochylenia ?rubowego w procesie wytwarzania narz?dzi. Je?li dalej badamy ró?ne skutki wielko?ci k?ta spirali na wydajno?? skrawania frezu walcowo-czo?owego, podczas produkcji i wyboru frezów walcowo-czo?owych ze spiraln? kraw?dzi? musimy wzi?? pod uwag? wydajno?? i dok?adno?? obróbki obrabianego materia?u, wydajno?? obróbki, materia? narz?dzia i trwa?o?ci narz?dzi, co niew?tpliwie odegra wa?n? rol? w promowaniu wydajnego i precyzyjnego frezowania.