«Принципы выбора трех элементов при резке на станках с ЧПУ».
При обработке металла решающее значение имеет правильный выбор трех элементов резки на станке с ЧПУ — скорости резания, подачи и глубины резания. Это одно из основных содержаний курса по основам резки металла. Ниже приводится подробная разработка принципов выбора этих трех элементов.
I. Скорость резки
Скорость резания, то есть линейная скорость или окружная скорость (V, м/мин), является одним из важных параметров при резке на станках с ЧПУ. Чтобы выбрать подходящую скорость резания, в первую очередь следует учитывать множество факторов.
Скорость резания, то есть линейная скорость или окружная скорость (V, м/мин), является одним из важных параметров при резке на станках с ЧПУ. Чтобы выбрать подходящую скорость резания, в первую очередь следует учитывать множество факторов.
Инструментальные материалы
Твердый сплав: благодаря высокой твердости и хорошей термостойкости можно достичь относительно высокой скорости резания. Как правило, она может превышать 100 метров в минуту. При покупке пластин обычно указываются технические параметры, уточняющие диапазон линейных скоростей, которые можно выбрать при обработке разных материалов.
Быстрорежущая сталь: по сравнению с карбидом производительность быстрорежущей стали немного хуже, а скорость резания может быть лишь относительно низкой. В большинстве случаев скорость резания быстрорежущей стали не превышает 70 м/мин, а обычно ниже 20–30 м/мин.
Твердый сплав: благодаря высокой твердости и хорошей термостойкости можно достичь относительно высокой скорости резания. Как правило, она может превышать 100 метров в минуту. При покупке пластин обычно указываются технические параметры, уточняющие диапазон линейных скоростей, которые можно выбрать при обработке разных материалов.
Быстрорежущая сталь: по сравнению с карбидом производительность быстрорежущей стали немного хуже, а скорость резания может быть лишь относительно низкой. В большинстве случаев скорость резания быстрорежущей стали не превышает 70 м/мин, а обычно ниже 20–30 м/мин.
Материалы заготовки
Для материалов заготовок с высокой твердостью скорость резания должна быть низкой. Например, для закаленной стали, нержавеющей стали и т. д., чтобы обеспечить стойкость инструмента и качество обработки, V следует устанавливать ниже.
Для чугунных материалов при использовании твердосплавных инструментов скорость резания может составлять 70–80 метров в минуту.
Низкоуглеродистая сталь обладает лучшей обрабатываемостью, а скорость резания может превышать 100 метров в минуту.
Резка цветных металлов относительно проста, и можно выбрать более высокую скорость резки, обычно от 100 до 200 метров в минуту.
Для материалов заготовок с высокой твердостью скорость резания должна быть низкой. Например, для закаленной стали, нержавеющей стали и т. д., чтобы обеспечить стойкость инструмента и качество обработки, V следует устанавливать ниже.
Для чугунных материалов при использовании твердосплавных инструментов скорость резания может составлять 70–80 метров в минуту.
Низкоуглеродистая сталь обладает лучшей обрабатываемостью, а скорость резания может превышать 100 метров в минуту.
Резка цветных металлов относительно проста, и можно выбрать более высокую скорость резки, обычно от 100 до 200 метров в минуту.
Условия обработки
При черновой обработке основной целью является быстрое удаление материала, а требования к качеству поверхности относительно невелики. Поэтому скорость резания устанавливается ниже. Во время чистовой обработки, чтобы получить хорошее качество поверхности, скорость резания следует устанавливать выше.
Когда система жесткости станка, заготовки и инструмента плохая, скорость резания также следует установить ниже, чтобы уменьшить вибрацию и деформацию.
Если S, используемое в программе ЧПУ, представляет собой скорость шпинделя в минуту, то S следует рассчитывать в соответствии с диаметром заготовки и линейной скоростью резания V: S (скорость шпинделя в минуту) = V (линейная скорость резания) × 1000 / (3,1416 × диаметр заготовки). Если программа ЧПУ использует постоянную линейную скорость, то S может напрямую использовать линейную скорость резки V (метры/минуту).
При черновой обработке основной целью является быстрое удаление материала, а требования к качеству поверхности относительно невелики. Поэтому скорость резания устанавливается ниже. Во время чистовой обработки, чтобы получить хорошее качество поверхности, скорость резания следует устанавливать выше.
Когда система жесткости станка, заготовки и инструмента плохая, скорость резания также следует установить ниже, чтобы уменьшить вибрацию и деформацию.
Если S, используемое в программе ЧПУ, представляет собой скорость шпинделя в минуту, то S следует рассчитывать в соответствии с диаметром заготовки и линейной скоростью резания V: S (скорость шпинделя в минуту) = V (линейная скорость резания) × 1000 / (3,1416 × диаметр заготовки). Если программа ЧПУ использует постоянную линейную скорость, то S может напрямую использовать линейную скорость резки V (метры/минуту).
II. Скорость подачи
Скорость подачи, также известная как скорость подачи инструмента (F), в основном зависит от требований к шероховатости поверхности при обработке заготовки.
Скорость подачи, также известная как скорость подачи инструмента (F), в основном зависит от требований к шероховатости поверхности при обработке заготовки.
Финишная обработка
При чистовой обработке из-за высоких требований к качеству поверхности скорость подачи должна быть небольшой, обычно 0,06–0,12 мм/оборот шпинделя. Это может обеспечить гладкую обработанную поверхность и уменьшить шероховатость поверхности.
При чистовой обработке из-за высоких требований к качеству поверхности скорость подачи должна быть небольшой, обычно 0,06–0,12 мм/оборот шпинделя. Это может обеспечить гладкую обработанную поверхность и уменьшить шероховатость поверхности.
Черновая обработка
При черновой обработке основной задачей является быстрое удаление большого количества материала, поэтому скорость подачи можно устанавливать больше. Величина подачи в основном зависит от прочности инструмента и обычно может превышать 0,3.
Когда основной задний угол инструмента велик, прочность инструмента ухудшается, и в это время скорость подачи не может быть слишком большой.
Кроме того, следует учитывать мощность станка и жесткость заготовки и инструмента. Если мощность станка недостаточна или жесткость заготовки и инструмента недостаточна, скорость подачи также следует соответствующим образом уменьшить.
В программе ЧПУ используются две единицы скорости подачи: мм/минута и мм/оборот шпинделя. Если используется единица измерения мм/минута, ее можно преобразовать по формуле: подача в минуту = подача на оборот × скорость шпинделя в минуту.
При черновой обработке основной задачей является быстрое удаление большого количества материала, поэтому скорость подачи можно устанавливать больше. Величина подачи в основном зависит от прочности инструмента и обычно может превышать 0,3.
Когда основной задний угол инструмента велик, прочность инструмента ухудшается, и в это время скорость подачи не может быть слишком большой.
Кроме того, следует учитывать мощность станка и жесткость заготовки и инструмента. Если мощность станка недостаточна или жесткость заготовки и инструмента недостаточна, скорость подачи также следует соответствующим образом уменьшить.
В программе ЧПУ используются две единицы скорости подачи: мм/минута и мм/оборот шпинделя. Если используется единица измерения мм/минута, ее можно преобразовать по формуле: подача в минуту = подача на оборот × скорость шпинделя в минуту.
III. Глубина резки
Глубина резания, то есть глубина резания, может выбираться по-разному при чистовой и черновой обработке.
Глубина резания, то есть глубина резания, может выбираться по-разному при чистовой и черновой обработке.
Финишная обработка
Во время чистовой обработки, как правило, оно может быть ниже 0,5 (значение радиуса). Меньшая глубина резания позволяет обеспечить качество обрабатываемой поверхности, снизить шероховатость поверхности и остаточное напряжение.
Во время чистовой обработки, как правило, оно может быть ниже 0,5 (значение радиуса). Меньшая глубина резания позволяет обеспечить качество обрабатываемой поверхности, снизить шероховатость поверхности и остаточное напряжение.
Черновая обработка
При черновой обработке глубину резания следует определять в зависимости от состояния заготовки, инструмента и станка. Для небольшого токарного станка (с максимальным диаметром обработки менее 400мм), обрабатывающего сталь №45 в нормализованном состоянии, глубина резания в радиальном направлении обычно не превышает 5мм.
Следует отметить, что если для изменения скорости шпинделя токарного станка используется обычное регулирование скорости с преобразованием частоты, то, когда скорость шпинделя в минуту очень низкая (менее 100–200 оборотов в минуту), выходная мощность двигателя будет значительно снижена. В это время можно получить лишь очень небольшую глубину резания и скорость подачи.
При черновой обработке глубину резания следует определять в зависимости от состояния заготовки, инструмента и станка. Для небольшого токарного станка (с максимальным диаметром обработки менее 400мм), обрабатывающего сталь №45 в нормализованном состоянии, глубина резания в радиальном направлении обычно не превышает 5мм.
Следует отметить, что если для изменения скорости шпинделя токарного станка используется обычное регулирование скорости с преобразованием частоты, то, когда скорость шпинделя в минуту очень низкая (менее 100–200 оборотов в минуту), выходная мощность двигателя будет значительно снижена. В это время можно получить лишь очень небольшую глубину резания и скорость подачи.
В заключение, правильный выбор трех элементов резки на станке с ЧПУ требует всестороннего учета множества факторов, таких как материалы инструмента, материалы заготовки и условия обработки. При фактической обработке необходимо вносить разумные корректировки в соответствии с конкретными ситуациями для достижения целей повышения эффективности обработки, обеспечения качества обработки и продления срока службы инструмента. В то же время операторы также должны постоянно накапливать опыт и быть знакомыми с характеристиками различных материалов и технологий обработки, чтобы лучше выбирать параметры резания и повышать производительность обработки на станках с ЧПУ.