Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy

im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich

w Bydgoszczy

Wydział Mechaniczny

Narzędzia skrawające.

Marcin Drożdż

Nr albumu: 69744

Projekt freza kształtowego

Ćwiczenie projektowe

na kierunku Mechanika i budowa maszyn

w zakresie Technologii maszyn

Prowadzący

Dr inż. Mirosław Dalak

Bydgoszcz, 2006

1. Przedmiot obrabiany

Przedmiot obrabiany należy obrobić frezem kształtowym z ostrzami zataczanymi (podwójnie) i szlifowanymi na powierzchni przyłożenia. Materiałem obrabianym jest stal o wytrzymałości R_m=670MPa wg PN-H-84019. Materiał zastosowany na frez to stal SW7M o twardości 64-65HRC.

Rys. 1. Szkic powierzchni obrabianej

2. Obliczenie zarysu projektowanego freza

a) ustalenie punktów charakterystycznych zarysu frezowanej powierzchni

Krańcowymi punktami zarysu frezowanej powierzchni są punkty A i B. W projektowanym frezie przewidziano dodatkowe odcinki krawędzi ostrza wystające na zewnątrz frezowanego zarysu poza punkty A i B.

Rys. 2. Zarys powierzchni frezowanej przyjęty do projektowania freza

Punkty zarysu	Współrzędne w [mm]
		Li	Gi
1	0	6
2	7	6
3	12,5663	3,1513
4	19,5	0
5	22,5	3
6	28,5	3

b) ustalenie średnicy zewnętrznej freza

Głębokość zarysu frezowanego h_z jest równa wartości G4 (rys. 2). Dla tej głębokości przyjęto średnicę freza D=120mm.

c) ustalenie kierunku zataczania freza

Rys. 3. Rysunek pomocniczy do obliczania najmniejszej wartości kąta przystawienia κ₁

Najmniejsza wartość kąta przystawienia odcinka krawędzi ostrza freza będzie występowała w punkcie 2 zarysu. Wartość tego kąta obliczamy ze wzoru:

Przy tej wartości kąta przystawienia przyjmuję promieniowe zataczanie ostrzy freza.

d) Obliczanie kąta zatoczenia ostrzy freza

Wartość kąta przyłożenia α_n w punkcie 2 zarysu przyjęto 3°30'. Kąt zatoczenia α_xw oblicza się na podstawie wzoru:

Kąt zatoczenia przyjęto α_xw=7°

e) ustalenie wartości kąta natarcia γ_x

Z uwagi na materiał obrabiany o wytrzymałości R_m=670MPa przyjęto γ_x=5°.

f) ustalenie ilości ostrzy freza

Przyjmuję ilość ostrzy freza z=12

g) Obliczanie skoków zatoczenia

Skok pierwszego (przedniego) zatoczenia H oblicza się na podstawie wzoru:

Przyjęto skok pierwszego zatoczenia H=3 [mm]

Skok wtórnego (tylnego) zatoczenia H₁ oblicza się na podstawie wzoru:

Przyjęto skok zatoczenia wtórnego H₁=4 [mm]

3. Obliczanie elementów geometrycznych freza

a) obliczanie kąta rowka wiórowego ϑ

Kąt podziałowy freza ε wynosi:

Krzywki do zataczania ostrzy freza przyjęto 90°. W związku z tym kąt β (droga kątowa wycofania noża) będzie równy:

Kąt φ (droga kątowa dosuwu noża) będzie równy:

Kąt dobiegu noża φ₁ oraz dobiegu noża φ₂ przyjęto:

Kąt ψ (wolnej przestrzeni rowka wiórowego) będzie równy:

Kąt rowka wiórowego ϑ powinien być zawarty w granicach:

Przyjęto ϑ=27°

b) obliczanie promienia r zaokrąglenia dna rowka wiórowego

Promień R_o wynosi:

Promień r zaokrąglenia dna rowka wiórowego wynosi:

Przyjmujemy promień r=4 [mm]

c) obliczanie wysokości ostrza h

d) ustalenie otworu freza d

Średnica D₁ jest równa:

stąd:

Średnicą d otworu freza przyjęto d=50 [mm]

Przy tej średnicy otworu freza wymiar p uwzględniając głębokość rowka wpustowego jest równy p=53,5 [mm].

e) sprawdzenie grubość a pierścienia korpusu freza

Uwzględniając rowek na wpust grubość pierścienia jest równa:

Grubość pierścienia korpusu freza z uwzględnieniem rowka na wpust nie powinna być mniejsza od:

Ponieważ grubość tego pierścienia jest nieznacznie mniejsza od 0,3·d, więc pozostawiam przyjętą uprzednio średnicę otworu freza d=50 [mm]

Rys. 4 Rysunek pomocniczy do obliczenia elementów geometrycznych freza

f) ustalenie sposobu zataczania ostrzy freza

Przyjęto I sposób zataczania ostrzy freza.

Nóż z kątem natarcia γ_xn=0° ustawiony będzie w płaszczyźnie osiowej freza. Ponieważ kąt natarcia ostrzy freza γ_x jest równy:

więc w dalszych obliczeniach należy obliczyć zarys noża do zataczania tych ostrzy.

Efektywny (roboczy) kąt przyłożenia α_xe w układzie pracy noża podczas zataczania ostrza freza przyjmuje się:

Wykonawczy kąt przyłożenia noża α_xn ma być równy:

Rys. 5 Rysunek pomocniczy do obliczenia wykonawczego kąta przyłożenia α_xn noża do zataczania ostrzy freza

4. Obliczenie zarysu freza w płaszczyźnie natarcia ostrza

Wielkość znana	Wzór	Obliczenie	Wielkość obliczona
R4=60mm γx4=5° G4=0			HF=5,2293mm
			E4=60·cos5°	E4=59,7717mm
	G1=G2=6mm	R1=R2=R4-G1	R1=R2=60-6	R1=R2=54mm
				γx1=γx2=6°15'
		E1=E2=R1·cosγx1	E1=E2=54·cos5°	E1=E2=53,7945mm
		F1=F2=E4-E1	F1=F2=59,7717-53,7945	F1=F2=5,9772
	G3=3,1513mm	R3=R4-G3	R3=60-3,1513	R3=56,8487mm
				γx3=5°18'
		E3=R3·cosγx3	E3=56,8487·cos5°	E3=58,202mm
		F3=E4-E3	F3=59,7717-58,202	F3=1,5696mm
	G5=G6=3mm	R5=R6=R4-G5	R5=R6=60-3	R5=R6=57mm
				γx5=γx6=5°15'
		E5=E6=R5·cosγx5	E5=E6=57·cos5°	E5=E6=56,7831 mm
		F5=F6=E4-E5	F5=F6=59,7717-56,7831	F5=F6=2,9886mm

5. Obliczenie zarysu noża do zataczania ostrzy freza.

Wielkość znana	Wzór	Obliczenie	Wielkość obliczona
γx=5° ε=30° H=3mm			R4=0
		G4^''=G4-ΔR4	G4^“=0-0	G4“=0
	γx=5° G1=G2=6mm			A=0,00166
				γx1=6°48'
		Δγx1=Δγx2=γx1-γx	Δγx2=6°48'-5°	Δγx2=1°48'
		ΔR1=ΔR2=A·Δγx1	ΔR1=ΔR2=0,00166·1°48'	ΔR1=ΔR2=0,0298
		G1^“=G2^“=G1-ΔR1	G1^“=G2^“=6-0,03	G1^“=G2^“=5,97
	γx=5° G3=3,1513mm			γx1=5°18'
		Δγx3=γx3-γx	Δγx2=5°18'-5°	Δγx2=0°18'
		ΔR3=A·Δγx3	ΔR3=0,00166·18'	ΔR1=ΔR2=0,1298
		G3^“=G3-ΔR3	G2^“=3,1513-0,1298	G2^“=3,0215
	γx=5° G5=G6=3mm			γx1=5°15'
		Δγx5=Δγx6=γx5-γx	Δγx2=5°15'-5°	Δγx2=0°15'
		ΔR5=ΔR6=A·Δγx5	ΔR5=ΔR6=0,00166·15'	ΔR5=ΔR6=0,0569
		G5^“=G6^“=G5-ΔR5	G5^“=G6^“=3-0,057	G5^“=G6^“=2,943

6. Obliczanie zarysu kształtowej powierzchni przyłożenia ostrzy freza

Wielkość znana	Wzór	Obliczenie	Wielkość obliczona
R4=60mm αxw=7° γx=5°	rn=R4·sinαxw	rn=60·sin7°	rn=7,31mm
		Rz4=R4·cosαxw	Rz4=60·cos7°	Rz4=59,5528
		ζ4=αxw+γx	ζ4=7°+5°	ζ4=12°
		Hz=Rz4·sinζ4	Hz=59,5528·sin12°	Hz=12,382mm
		Hz^'=rn·sinζ4	Hz^'=7,31·sin12°	Hz^'=1,519mm
	Hz=12,382mm Hz^'=1,519mm E1=E2=53,7945mm Rz4=59,5528mm	x1=x2==E1-Hz^'	x1=x2=53,7945-1,519	x1=x2=52,2755mm
				ζ1=ζ2=13°20'
				Rz1=Rz2=53,8391mm
		G1=G2=Rz4-Rz1	G1=G2=59,5528-53,8391	G1=G2=5,7137mm
	Hz=12,382mm Hz^'=1,519mm E3=58,202mm Rz4=59,5528mm	x3==E3-Hz^'	x1=x2=58,202-1,519	x3=56,683mm
				ζ3=12°19'
				Rz3=58,1362mm
		G3=Rz4-Rz3	G3=59,5528-58,1362	G3=1,4166mm
	Hz=12,382mm Hz^'=1,519mm E5=E6=56,7831 mm Rz4=59,5528mm	x5=x6==E5-Hz^'	x1=x2=56,7831-1,519	x1=x2=55,2641mm
				ζ1=ζ2=12°36'
				Rz5=Rz6=56,7982mm
		G5=G6=Rz4-Rz5	G5=G6=59,5528-56,7982	G1=G2=2,7546mm

Projekt: Frez kształtowy - zataczany Wykonał: Marcin Drożdż

- 2 -

---