Лотов А.М., Щепочкин С.В.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ФРЕЗЕРОВАНИЕ ПЛИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ МДФ НА СТАНКАХ С ЧПУ *
Аннотация:
в работе рассматриваются факторы, которые являются ограничениями режима фрезерования плитных материалов из МДФ на станках с ЧПУ. К наиболее значимым относятся мощность двигателя привода фрезы, прочность фрезы, тепловая стойкость инструмента и обрабатываемого материала.
Ключевые слова:
фрезерование, станок с ЧПУ, концевая фреза, прочность инструмента, режим фрезерования
В последние два десятилетия в производстве мебели всё большее распространение набирает технология Nesting. При данной технологии одна и та же мебельная плита подвергается всем необходимым технологическим операциям на одном станке. Это и раскрой плиты, фрезерование декоративных элементов, пазов, а также сверление отверстий для фурнитуры. Технология Nesting предполагает использование фрезерных станков и обрабатывающих центров с ЧПУ, благодаря возможности криволинейного раскроя. Для раскроя плитных материалов из МДФ на фрезерных станках с ЧПУ, а также обрабатывающих центрах используют концевые фрезы.При выборе режимов обработки стоит учитывать ряд факторов, влияющих как на качество продукции, так и на производительность процесса фрезерования, немаловажного показателя в производстве.Для увеличения производительности процесса фрезерования необходимо выбирать режимы, которые обеспечивают максимальную скорость подачи (VS). В свою очередь, на скорость подачи влияют:• геометрические параметры фрезы – диаметр (D), длина (L), число зубьев фрезы (Z),• частота вращения режущего инструмента (n),• скорость резания (V),• глубина фрезерования за один проход фрезы (h).Экспериментально доказано [2], что при увеличении скорости главного движения при фрезеровании до 35 м/с энергопотребление процесса резания убывает, при дальнейшем увеличении – возрастает.Скорости главного движения (V) и частота вращения фрезы (n) связаны выражениями:где:D – диаметр окружности фрезы, мм,n – частота вращения фрезы, мин-1,60 и 1000 - переводные коэффициенты (из мин – в секунды, из мм в метры).Производительность процесса обработки детали на станке определяется величиной скорости подачи (VS), м/мин:где:SZ – величина подачи на один зуб фрезы, мм,Sо – величина подачи на один оборот фрезы, мм,Z – количество зубьев на окружности фрезы, шт.При выборе скорости подачи (VS) (в управляющей программе станков с ЧПУ этот параметр обозначен как F) необходимо выбирать максимально возможные значения, т.е. обеспечить максимальную производительность обработки детали. Но ряд факторов процесса фрезерования накладывают ограничения на производительность:- требуемая шероховатость обработанной поверхности,- мощность двигателя привода фрезы, (мощность двигателей подачи),- прочность инструмента (концевой фрезы),- тепловая стойкость режущего инструмента и обрабатываемого материала.С увеличением подачи на зуб, шероховатость обработанной поверхности возрастает. При расчетах определяют величину подачи на зуб SZ, мм, по формуле [2, 3]:где:y – высота микронеровностей, мм,R – радиус режущей кромки цилиндрической фрезы, мм,Δ – максимальное отклонение радиусов зубьев фрезы, мм.Значения параметров шероховатости, следовательно, высоты микронеровностей применительно к технологическим операциям рекомендуется принимать в соответствии с рекомендациями [1].Мощность двигателя привода фрезы должна быть больше мощности резания, в противном случае недостаточная мощность может вывести оборудование из работоспособного состояния.Мощность резания находится по формуле:где Fx – касательная сила резания, Н.При работе режущий инструмент (концевая фреза) под воздействием внешней нагрузки может сломаться (рисунок 1.). Ломается фреза обычно около патрона, где изгибающий момент достигает максимального значения. Но на практике имеют место случаи, когда ломается не фреза, а шпиндель станка, это приводит к более дорогому ремонту оборудования.Рисунок 1. Результат превышения скорости подачипо критерию «Прочность инструмента».Изгибающий момент напрямую зависит от касательной силы резания (Fx), при работе боковыми режущими кромками, которая увеличивается с увеличением подачи на зуб:где:– касательная сила резания, при работе боковыми режущими кромками, Н,l – длина рабочей части фрезы, мм.На фрезу действует также крутящий момент:гдеd – диаметр фрезы, мм.От действия, изгибающего и крутящего моментов создается приведенный момент:Приведенный момент определяется из выражения:где:
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 4
Ссылка для цитирования:
Лотов А.М., Щепочкин С.В. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ФРЕЗЕРОВАНИЕ ПЛИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ МДФ НА СТАНКАХ С ЧПУ // Вестник науки №5 (86) том 4. С. 1623 - 1630. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23474 (дата обращения: 20.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+