Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc. Druhy fréz a jejich upínání Upínání obrobků Síly a výkony při frézování

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc. Druhy fréz a jejich upínání Upínání obrobků Síly a výkony při frézování"

Aneta Vacková
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství Ústav strojírenské technologie Odbor obrábění Téma: 6. cvičení - Frézování Okruhy: Druhy frézek Druhy fréz a jejich upínání Upínání obrobků Síly a výkony při frézování Vypracoval: Ing. Aleš Polzer Ing. Petra Cihlářová Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc. Technologie výroby II Obsah kapitoly 1

2 Obsah kapitoly Téma: 6. cvičení - Frézování Obsah kapitoly Některé druhy frézek Některé způsoby upínání obrobků pro frézování Některé druhy fréz Zadání příkladu č. 1 Postavení zubů frézy při nesousledném frézování Vypracování příkladu č. 1 - zadání č. 1 Tabulka řešení příkladu č. 1 Zadání příkladu č. 2 Postavení zubů frézy a obrobku při čelním frézování Vypracování příkladu č. 2 - zadání č.1 Tabulka řešení příkladu č. 2 Zadání příkladu č. 3 Vypracování příkladu č. 3 Technologie výroby II Frézování 2

3 Některé druhy frézek Horizontální CNC frézka Nástrojářská frézka Vertikální CNC frézka Frézka pro dělení materiálu Frézka pro gravírování Technologie výroby II Obsah kapitoly Frézování 3

4 Některé způsoby upínání obrobků pro frézování Strojní svěrák Otočný stůl Úhlové svěráky Uchycení upínkami na pracovní stůl Upnutí pomocí speciálních upínačů Upnutí pomocí sklopné desky, úhelníků Technologie výroby II Obsah kapitoly Frézování

5 Některé druhy fréz Frézy stopkové s válcovou stopkou Sdružená fréza pro stavebnictví (frézování a vrtání) Válcová fréza (při broušení) Frézovací hlava Technologie výroby II Obsah kapitoly Frézování 5

6 Zadání příkladu č. 1 Nakreslete postavení zubů frézy při nesousledném frézování a vypočítejte max. krouticí moment, užitečný výkon na vřetenu frézy a další zmiňované parametry. Pro frézování válcovou frézou s přímými zuby, jsou zadány následující parametry: Dáno: průměr frézy D [ mm ] počet zubů frézy z [ - ] minutový posuv s M [ mm/min ] otáčky frézy n [ ot/min ] šířka záběru a p [ mm ] šířka frézované plochy B = 80 mm konstanta c Fc = 1380 exponent m = 0,17 Vypočítejte: maximální úhel záběru ϕ max [ ] posuv na zub f z [ mm ] celkovou řeznou sílu F c [ N ] krouticí moment M k [ N. m ] užitečný výkon P už [ kw ] Schématické znázornění Zadání D z s M n a p Zadání D z s M n a p Tabulka řešení Technologie výroby II Obsah kapitoly Vypracování př. 1 - zadání č. 1 6

7 Postavení zubů frézy při nesousledném frézování n Fz ϕ Fz ϕ3 ϕ ϕ2 ϕ1 ϕ1 a Vypracování příkladu č. 1 Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 1 7

8 Vypracování příkladu č. 1 - zadání č. 1 Dáno: průměr frézy D = 50 mm šířka frézované plochy B = 80 mm počet zubů frézy z = 12 konstanta c Fc = 1380 minutový posuv s M = 22 mm/min exponent m = 0,17 otáčky frézy n = 180 ot/min šířka záběru a p = 20 mm 1. Úhlová rozteč zubů: o ϕ t = = = 30 z Maximální úhel záběru: 2 a p 2 20 cos ϕ max = 1 = 1 = 0, 2 D Úhly jednotlivých zubů v záběru: ϕ1 =ϕmax = 78 o 27 o ϕ = ϕ = = 8 27 ϕ 2 1 ϕ t 3 = ϕ 2 ϕ t = = 18 SM 22. Posuv na zub: f z = = = 0, 10 mm/zub n z Celková řezná síla: n z n z 27 0,83 0,83 0,83 ( sin ) + ( sin 8 27 ) + ( sin ) ) = 3630, N 1 m 1 m 1 0,17 Fc = Fci = cfc B f z sin ϕi = ,10 38 i= 1 i= 1 D 0,05 6. Kroutící moment: M K = Fc = 3630,38 = 908, 51N.m Úhlová rychlost je: ω = 2 π n = 2 π 180 = 1130,97 rad/min 18,85 rad/s Fc vc 908,51 18,85 8. Užitečný výkon na vřetenu stroje: Puž = = M ω = = 17, 125 K kw Postavení zubů frézy při nesousledném frézování Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 1 8

9 Tabulka řešení příkladu č. 1 Zadání D z s M n a p ϕ max f z F c M k P už ,6 0, ,28 879,53 16, ,32 0, ,39 637,62 8, ,2 0, ,05 350,38 6, ,50 0,05 122,81 890,18 5, ,13 0, ,82 705,77 9, ,75 0, ,96 627,67 5, ,51 0, ,28 902,93 23, ,61 0, ,5 93,03 17, ,5 0, ,6 37,52 5, ,75 0, ,66 572,31 5, ,63 0, ,55 931,2 17, ,10 0, ,96 102,9 9, ,13 0, ,88 52,92 9, ,5 0, , ,6 1, ,1 0, ,35 719,29 13, ,16 0, ,57 85,16 22, ,2 0, ,10 769,33 10, ,75 0,16 368,99 118,1 10, ,63 0, ,69 37,23 9, ,98 0,05 156,96 965, 18,20 Vypracování příkladu č. 1 Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 1 9

10 Zadání příkladu č. 2 Nakreslete postavení zubů frézy a obrobku při čelním frézování. Vypočítejte kroutící moment a užitečný výkon na vřetenu stroje pro čelní frézování frézovací hlavou, je-li: Dáno: průměr frézovací hlavy D [ mm ] otáčky frézovací hlavy n [ ot/min ] počet zubů frézy (nožů) z [ - ] minutový posuv s M [ mm/min ] šířka frézované plochy B [ mm ] hloubka řezu h = 10 mm úhel nastavení hl. ostří κ r 5 konstanta c Fc = 2030 exponenty m = 0,2 c = 0,1 Vypočítejte: maximální úhel záběru ϕ max [ ] posuv na zub f z [ mm ] celkovou řeznou sílu F c [ N ] krouticí moment M k [ N. m ] užitečný výkon P už [ kw ] Schématické znázornění Zadání D z n s M a p B Zadání D z n s M a p B Tabulka řešení Technologie výroby II Obsah kapitoly Vypracování př. 2 - zadání č.1 10

11 Postavení zubů frézy a obrobku při čelním frézování max ϕ B ϕ3 ϕ2 ϕ1 Vypracování příkladu č. 2 Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 2 11

12 Vypracování příkladu č. 2 - zadání č.1 Dáno: průměr frézovací hlavy D = 63 mm hloubka řezu h = 10 mm otáčky frézovací hlavy n = 250 ot/min úhel nastavení hl. ostří κ r = 5 počet zubů frézy (nožů) z = 10 konstanta c Fc = 2030 minutový posuv s M = 22 mm/min exponenty m = 0,2 šířka frézované plochy B = 0 mm c = 0, Úhlová rozteč zubů: ϕ t = = = 36 z 10 ϕ B 0 2. Max. úhel záběru: sin max = = = 0, D 63 ϕ max = 78 9 ϕ max Počet zubů v záběru (zaokrouhluje se na celé čísle nahoru): n z = = = 2,189 3 ϕ 36.. Úhly jednotlivých zubů v záběru: ϕ ϕ = 90 o 2 o ϕ3 = 90 + ϕ t = = 126 o = 90 ϕ = = 5 1 t S M Posuv na zub: f z = = = 0, 0896 mm/zub n z Celková řezná síla: F c = n i= 1 z n z F ci = c Fc a 1 c p f 1 m z sin m r i= 1 1 m i t 0,8 0,8 0,8 ( sin 5 ) + ( sin 90 ) + ( sin 126 ) ) = 673,565 N 1 0,1 1 0,2 0,2 = ,0896 sin 5 7. Krouticí moment: D 63 M K = Fc = 673,565 = 21222,3 N mm 212, N m 8. Úhlová rychlost je: ω = 2 π n = 2 π 250 = 1570,8 rad/min 26,18 rad/s 9. Užitečný výkon na vřetenu stroje: Fc vc 673, 565 9,8 P už = = M ω = = 5, 56 K kw κ sin ϕ = Postavení zubů frézy a obrobku při čelním frézování Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 2 12

13 Tabulka řešení příkladu č. 2 Zadání D z n s M a p B ϕ max f z F c M k P už ,83 0, , ,6, ,6 0, , ,0 5, ,85 0, , ,00 12, ,06 0, , ,73 5, ,00 0, , ,50, ,16 0, , ,50 5, ,26 0, , ,25 7, ,89 0, , ,00 9, ,85 0,08 803, ,00, ,9 0,11 120, ,00 6, ,16 0, , ,13 3, ,00 0, , ,0 5, ,7 0, , ,00 9, ,97 0, , ,00 10, ,36 0, , ,20 9, ,85 0, , ,00 11, ,83 0, , ,77 3, ,00 0,18 10, ,80 10, ,6 0, , ,60 15, ,26 0, , ,25 16,2 Vypracování příkladu č. 2 Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 2 13

14 Zadání příkladu č. 3 Pro čelní frézování ocelí se v současné době používají frézy čtyřzubé válcové hrubovací se 2 břity ke středu - DIN 8, typ NR (ISO 161), φ1 mm, které se vyznačují tvarovým profilem ostří. Tyto nástroje se vyrábí v provedení celokarbidovém (ISO K 20-0) nebo z rychlořezných ocelí (HSS Co8), vybrušované z plna. Pro zvolený obráběný materiál (uhlíkatá ocel ) a dané řezné podmínky obrábění určete, zda-li je rozdíl v silovém namáhání fréz při nesousledném frézování při různých druzích povlaků nástroje. Dáno: obráběný materiál průměr nástroje φd = 1 mm počet zubů z = počet otáček n = 710 ot/min použitý posuv f min = 160 mm/min hloubka řezu a p = 16,9 mm šířka řezu a e = 3 mm konstanta přístroje dle jeho rozsahu K = 8 Při měření wattmetrem byly zjištěny následující hodnoty: 1. nástroj bez povlaku Výkon na prázdno: odečtená hodnota α = 270 Výkon při řezu: odečtená hodnota α = nástroj s povlakem TiAlN Výkon na prázdno: odečtená hodnota α = 265 Výkon při řezu: odečtená hodnota α = nástroj s povlakem TiN Výkon na prázdno: odečtená hodnota α = 260 Výkon při řezu: odečtená hodnota α = 290 Vypočítejte: P řez [kw] příkon při obrábění P o [kw] příkon naprázdno α [W] výchylka na stupnici wattmetru Technologie výroby II Obsah kapitoly Vypracování příkladu č. 3 1

15 Vypracování příkladu č. 3 Výpočet pro nástroj č. 1 α K α K P o = = = 2,16 kw P 2, řez = = = kw P 3 3 už = Přez Po = 2,8 2,16 = 0,32 kw Výpočet tangenciální složky řezné síly: F vc Puž = Fc vc [ W ] P = c už [ kw ] F c 6 10 = v π D n π Puž ,32 v c = = = 31,22 m/min Fc = = = 61, 99 N v 31,22 Výpočet pro nástroj č. 2 α K α K P o = = = 2,12 kw P 2, 3 3 řez = = = kw P 3 3 už = Přez Po = 2, 2,12 = 0,28 kw π D n π Puž ,28 v c = = = 31,22 m/min Fc = = = 538, 12 N v 31,22 Výpočet pro nástroj č. 3 α K α K P o = = = 2,08 kw P 2, řez = = = kw P 3 3 už = Přez Po = 2,08 2,32 = 0,2 kw π D n π Puž ,2 v c = = = 31,22 m/min Fc = = = 61, 2 N v 31,22 Číslo měření Posuv P o P Odečt. Odečt. Přep. f z hodn. hodn. hodn. α α f min c c c řez P už Přep. hodn. [ N ] P už Řezná síla F c Druh povlaku [mm.min -1 ] [mm] [ - ] [ kw ] [ - ] [ kw ] [ kw ] [ N ] , ,8 0,32 61,99 bez povlaku , , , 0,28 538,12 TiAlN , ,32 0,2 61,2 TiN c Technologie výroby II Obsah kapitoly Zadání příkladu č. 3 15

Podobné dokumenty

Výpočet silové a energetické náročnosti při obrábění

Cvičení číslo: 5 Stud. skupina: Pořadové číslo: Téma cvičení: Výpočet silové a energetické náročnosti při obrábění Vypracoval: Datum: Počet listů: Zadání: - vypočítejte příklady č. 1,, 3, 4, a 5 - uveďte