Резание в продольно-фрезерных станках

Фрезерованием называется процесс обработки древесины вращающимися резцами, в результате которого отделяется стружка серповидной формы, чья толщина меняется от нуля до некоторого максимального значения. Различают фрезерование продольное, когда направление фрезерования совпадает с направлением волокон, и поперечное — перпендикулярное направлению волокон. Процесс обработки древесины при продольном фрезеровании осуществляется на фрезерующих станках различных конструкций и назначения: фуговальных, рейсмусовых, четырехсторонних продольно-фрезерных и пр. Цель — получение гладких плоских и фасонных поверхностей и профилей.

При фрезеровании траектория относительного движения каждой точки лезвия резца при равномерной подаче заготовки представляет собой циклоидальные кривые. Процесс формирования обработанной поверхности при фрезеровании показан на рис. 23, а. От резцов на поверхности остаются волны длиной lв и высотой гребешка hв, величины которых зависят от диаметра окружности резания D, скорости подачи u, числа резцов инструмента z и числа его оборотов в минуту n. Расчетная длина волны

В формуле (90) lb = но в действительности этого равенства может и не быть, так как формирование поверхности из-за неточности установки лезвий ножей по окружности резания осуществляется не всеми ножами и lв>uz. При расчетах принимают, что работает один нож (z=1).

Высоту гребня hв нетрудно установить из рассмотрения Δокт, в котором ок=1/2D, кm=1/2 lв, а mq=hв.

Геометрия стружки в продольном ее разрезе при фрезеровании показана на рис. 23, б. Ее параметры можно определить по формулам для пиления дисковыми пилами, однако в этом случае лучше воспользоваться не углом θ, а углом контакта φ. Тогда из Δacp толщина стружки е = uz sinφ. Среднее значение толщины стружки соответствует:

Угол φ определится из Δаоb, в котором oa = 1/2D, оb = 1/2D - h.

Длина стружки из выражения uzh = ecрl будет равна:


Скорость подачи при фрезеровании назначается, исходя из требований к гладкости поверхности, и определяется длиной волны из предположения, что поверхность формирует один нож:

Значения нормативных lн значений длин волн, определяющих класс чистоты обработанной поверхности в зависимости от диаметра резания, приведены в табл. 12 (по Б.М. Буглаю).

Зная uz=lн/z мм, можно определить скорость подачи по формуле (73), а скорость резания по формуле (72). Мощность резания определяем по формулам (36), (37), а силу резания — по формуле (38).
При фрезеровании, где фактическая длина непрерывного контакта резцов с древесиной за один оборот инструмента zl, фактическая средняя сила резания

В связи с резкими колебаниями толщины стружек при продольном фрезеровании учитывают и максимальную фактическую силу

Удельная работа резания в уравнениях силы и мощности резания определится по формулам (25), (26). Так как процесс фрезерования открытый, то работа на трение стружки об обработанные поверхности не затрачивается. Значение k при е≥0,1 мм определяется по формулам (75), (76), а фиктивная сила резания р по уравнениям (по А.Л. Бершадскому):

Удельное сопротивление резанию по передней грани для стружек толщиной е≤0,1 мм находится по формулам (по А.Л. Бершадскому):

В уравнении для k при v<40 м/сек при фрезеровании надо брать вместо v выражение (90 — v).
Для поперечного фрезерования фиктивная сила для сосны p = 0,07 кгс/мм, для дуба р = 0,1 кгс/мм. Фиктивное сопротивление резанию по передней грани при e≥0,1 мм составит:

При наличии угла скоса φс между направлением волокон и лезвием при поперечном фрезеровании для К следует брать поправочные коэффициенты

Ниже приведены значения коэффициентов в зависимости от φc:

Расчет Δρ и aρ ведется по формулам (87), (27), в которых вместо значения sin θcp следует ставить sinφ/2, а значение ρ0 принимать равным 4 мк.