Выбор режимов резания
Скорость вращения шпинделя, скорость подачи — всё это основы резания. Получить информацию об этом сравнительно легко. В любой книге по фрезерному делу можно найти данную информацию. Ниже приводится краткий конспект одной из таких книг. Выбор диаметра фрезы для работы определяется по двум параметрам — ширине и глубине фрезерования.
Ширина фрезерования — ширина обрабатываемой поверхности задается, как правило, в чертеже и определяется размером детали или заготовки. В случае обработки нескольких заготовок закреплённых рядом, ширина фрезерования кратно увеличивается.
Глубина фрезерования (или глубина резанья) — толщина слоя снимаемого фрезой материала за один проход. Если снимать много то фреза делает два и более проходов.
При этом последний проход производят с небольшой глубиной резанья для получения более чистой поверхности обработки.
Такой проход называют чистовым фрезерованием в отличие от предварительного или чернового фрезерования, которое производят с большей глубиной резанья.
Однако при небольшом припуске на обработку, фрезерование производится за один проход.
Скорость резания — это путь (обычно обозначаемый в метрах), который проходят режущие кромки зубьев фрезы в одну минуту. Скорость резания рассчитывается по следующей формуле: длину окружности фрезы умножаем на количество зубьев фрезы и на количество оборотов в минуту и все делим всё на 1000 (переводим миллиметры в метры).
Скорость резания обычно определяют по справочным таблицам режимов резания.
Так как скорость резания при фрезеровании зависит от стойкости конкретной фрезы, то рекомендуемая в таблицах скорость резания соответствует тому, на какой максимальной скорости может происходить резание без поломки фрезы.
Подача — это величина (обычно обозначаемая в миллиметрах) перемещения шпинделя станка в продольном — Y, поперечном — X или вертикальном — Z направлении.
Подача в одну минуту — величина перемещения шпинделя в миллиметрах за время, равное одной минуте. Вычисляется по формуле: подача в одну минуту равна подачи на один зуб фрезы умноженной на число зубьев фрезы и умноженной на количество оборотов фрезы в минуту.
Как известно, основами резания являются скорость вращения шпинделя и скорость подачи. Выбор диаметра фрезы для работы определяется по двум параметрам — ширине и глубине фрезерования.
Ширина фрезерования, или ширина обрабатываемой поверхности, задается, как правило, в чертеже и определяется размером детали или заготовки.
В случае обработки нескольких заготовок, закрепленных рядом, ширина фрезерования кратно увеличивается.
Глубина фрезерования — толщина слоя снимаемого фрезой материала за один проход. Если снимать много, то фреза делает два и более проходов.
При этом последний проход производят с небольшой глубиной резанья для получения более чистой поверхности обработки.
Такой проход называют чистовым фрезерованием в отличие от предварительного или чернового фрезерования, которое производят с большей глубиной резанья.
Однако при небольшом припуске на обработку фрезерование производится за один проход.
Скорость резанья — это путь (обычно обозначаемый в метрах в минуту), который проходят режущие кромки зубьев фрезы в одну минуту.
Скорость резанья обычно определяют по справочным таблицам режимов резанья. Так как скорость резанья при фрезеровании зависит от стойкости конкретной фрезы, то рекомендуемая в таблицах скорость резанья соответствует тому, на какой максимальной скорости может происходить резанье без поломки фрезы.
Подача в одну минуту — величина перемещения шпинделя в миллиметрах за время, равное одной минуте. Вычисляется она по следующей формуле: подача в одну минуту равна подаче на один зуб фрезы, умноженной на число зубьев фрезы и умноженной на количество оборотов фрезы в минуту.
Общие рекомендации по режимам резания:
Для мягкой древесины (сосна)
Тип инструмента Рабочая подача мм/мин Скорость вращения Глубина за проход
Торцевая 6мм 2000-3000 20 000-24 000 7,5-8
Торцевая 3мм 1000-1500 20 000-24 000 4,5
Гравер 30°х0,2 800-600 20 000-24 000 3
Для твердой древесины (бук, дуб, фанера)
Торцевая 6мм 1500-2500 20 000-24 000 7,5-8
Торцевая 3мм 500-1000 20 000-24 000 4,5
Гравер 30°х0,2 300-600 20 000-24 000 3
Для двухслойного пластика
Торцевая 3 мм 2000 12 000 0,3
Гравер 30°х0,2 2000 20 000 0,3
Для акрила и полистирола
Торцевая 6 мм 1000-1300 10 000-12 000 3
Торцевая 3 мм 800-1000 12 000-16 000 1,5
Гравер 30°х0,2 300-500 18 000-20 000 0,3-0,6
Для ПВХ
Торцевая 6 мм 1500-2000 12 000 8-10
Торцевая 3 мм 1500-2000 12 000-15 000 4-6
Для алюминиевых сплавов
Торцевая 6 мм 800-1000 14 000 — 18000 0,6
Торцевая 3 мм 500-800 13 000-15 000 0,3
Главная
Форум
Модели для обработки на станках с чпу
Источник: https://cncmodelist.ru/stati/87-rezhimi-rezki.html
Определение глубины резания, подачи и скорости резания при фрезеровании. основы фрезерования |
При фрезеровании выбор наивыгоднейшего режима резания заключается в определении наиболее рациональных глубины резания и числа проходов, подачи на один зуб фрезы и скорости резания.
Глубина резания. При черновой обработке назначают возможно большую глубину резания, соответствующую толщине всего припуска.
При получистовой обработке (до V 5) глубина резания назначается в зависимости от заданных точности и чистоты поверхности в пределах от 0,5 до 1,5—2,0 мм. Чистота обработки со знаками V 5—V 7 достигается при глубине резания от 0,1 до 0,4 мм.
Количество проходов зависит от требуемых чистоты и точности обработки, жесткости закрепления заготовки и мощности станка, а также величины погрешности предшествующей обработки.
Если мощность станка не позволяет снять весь припуск за один проход, приходится делать несколько проходов.
Для случая фрезерования стальных поковок, стальных и чугунных отливок, покрытых окалиной, литейной коркой или загрязненных формовочным песком, глубина фрезерования должна быть больше толщины загрязненного слоя, чтобы зубья фрезы не оставляли на обработанной поверхности черновин. При этом скольжение зуба по корке истирающее действует на фрезу, ускоряя механический износ режущей кромки и снижая ее стойкость.
Ширина фрезерования. Ширина фрезерования задается в чертеже детали, она равна ее ширине. Но в случае обработки нескольких заготовок, закрепленных параллельно в одном зажимном приспособлении, ширина фрезерования кратна ширине заготовок.
Выбор диаметра фрезы. В зависимости от глубины и ширины фрезерования выбирают диаметр фрезы. В табл. 4 приведены диаметры цилиндрических фрез, в табл. 5 — диаметры торцовых, а в табл. 6 — диаметры дисковых фрез.
Таблица 4Рекомендуемые диаметры цилиндрических фрез
|
Таблица 5Рекомендуемые диаметры торцовых фрез и фрезерных головок
|
Таблица 6.
|
Подача. При черновом фрезеровании подача должна быть возможно большей. При чистовом фрезеровании подачу берут меньшей, руководствуясь классом чистоты поверхности, обозначенным на чертеже детали.
Основной исходной величиной при выборе подачи для чернового фрезерования является подача на один зуб фрезы.
В табл. 7 и 8 даются ориентировочные значения подач при фрезеровании стали, чугуна и бронзы инструментами из быстрорежущей стали и твердосплавными.
В справочниках по режимам резания, перечисленных в сноске к стр. 103, приводятся допускаемые подачи для разных случаев обработки в зависимости от глубины резания, геометрии фрезы и чистоты обработки.
Скорость резания. Скорость резания обычно определяют по справочным таблицам режимов резания. Так как скорость резания при фрезеровании зависит от принятой стойкости фрезы, то рекомендуемая в таблицах скорость резания рассчитана на стойкость фрезы, согласно следующему.
Для фрез из быстрорежущей стали приняты следующие величины стойкости:
а) для цилиндрических, торцовых, дисковых и фасонных фрез — 180 мин. при работе по сталям, ковкому чугуну и бронзе и 240 мин. при работе по серому чугуну;
б) для концевых фрез с цилиндрическим хвостовиком — 30 мин. при работе по сталям, ковкому чугуну и бронзе и 45 мин. при работе по серому чугуну;
в) для концевых фрез с коническим хвостовиком и прорезных (шлицевых) фрез — 60 мин. при работе по сталям, ковкому чугуну и бронзе и 90 мин. при работе по серому чугуну;
г) для отрезных фрез — 90 мин. при работе по сталям, ковкому чугуну и бронзе и 120 мин. при работе по серому чугуну.
Для фрез, оснащенных пластинками из твердых сплавов, приняты следующие величины стойкости:
а) для цилиндрических фрез — 180 мин. при работе по сталям и чугуну;
б) для торцовых фрез: диаметром до 150 мм — 180 мин., диаметрами 200—250 мм — 240 мин., диаметром 320 мм — 300 мин.,
Таблица ?
Рекомендуемые подачи при фрезеровании стали фрезами из быстрорежущей стали
Величина подачи в мм!зуб при толщине снимаемого слоя
|
Примечание. При обработке чугуна и бронзы приводимые в таблице значения подач следует увеличить в 1,5—2 раза в зависимости от условий обработки.
Таблица 8Рекомендуемые подачи при фрезеровании стали твердосплавными фрезами
|
| Примечание. При обработке чугуна и бронзы приведенные в таблице значения подач следует увеличить в 1,5—2 раза в зависимости от условий обработки. |
диаметром 400 мм — 420 мин. — в случае работы по стали; диаметром до 90 мм— 120 мин., диаметрами 110—200 мм— 180 мин., диаметрами 225—275 мм — 240 мин., диаметрами 300—350 мм — 300 мин., диаметрами 375—400 мм — 420 мин. — в случае работы по чугуну;
в) для концевых фрез и коронок — 120 мин. при работе по стали и чугуну;
г) для дисковых фрез: диаметром до 110 мм — 120 мин., диаметром 130—175 мм — 180 мин., диаметром 200 мм — 240 мин.
Порядок выбора режима резания. По установленным значениям диаметра фрезы, ширины фрезерования, глубины резания и подачи на один зуб определяется скорость резания, минутная подача и потребная мощность согласно соответствующим таблицам или справочникам, перечисленным в сноске к стр. 103.
Рекомендуемые в них скорости резания для обычных и скоростных режимов фрезерования рассчитаны на работу фрезами определенных конструкций, геометрии и материала, наличие охлаждения (в тех случаях, когда оно целесообразно), определенную твердость обрабатываемого материала, наличие или отсутствие корки на обрабатываемой поверхности и т. д.
Для других условий обработки при выборе скорости резания необходимо вводить поправочные коэффициенты, которые приводятся в соответствующих картах нормативов или таблицах справочников.
По выбранной скорости резания и принятому диаметру фрезы нетрудно определить число оборотов фрезы, пользуясь формулой (2), и затем определить минутную подачу, используя формулу (4).
Однако в картах нормативов скорости резания обычно приводится число оборотов фрезы для данного диаметра и минутная подача для данной подачи на один зуб или один оборот фрезы.
Тут же обычно дается мощность резания N3, соответствующая рекомендуемому режиму резания.
Таким образом, в результате выбора режима резания мы определяем рекомендуемое число оборотов п фрезы, минутную подачу 5 и потребную мощность резания N3. В дальнейшем изложении при рассмотрении отдельных операций будет показано, как конкретно назначают режимы резания.
Источник: http://dlja-mashinostroitelja.info/2010/08/opredelenie_glubiny_rezaniya_podachi_i_skorosti_rezaniya_pri_frezerovanii/
Новая методика расчета режимов резания при токарных работах
Как известно, существует множество способов расчета режимов резания: таблицы, формулы пересчета с усилий резания, графики стойкости резца, метод оптимального сечения стружки.
Однако хотелось бы предложить новую методику расчета режимов резания, которая основана на пересчете максимально возможной мощности затраченной на резание — исходя из мощности станка.
Данный метод разработан не так давно, и лично автором опробован на производстве с различным оборудованием, как на ветхих 16К20, так и на модифицированных российских станках с ЧПУ.
В обоих случаях были показаны весьма неплохие показатели по времени обработки и по качеству поверхности, однако при некоторых типах точения (например растачивание и отрезная) приходилось корректировать понижающие коэффициенты — что в принципе можно считать плюсом методики, так как есть возможность регулирования.
Как уже говорилось принцип метода — пересчет из затрачиваемой мощности, и жесткая зависимость площади сечения стружки и скорости резания.
Самым главным моментом является удержание пропорциональности величин подачи, глубины резания, и частоты вращения при определенном диаметре заготовки, поэтому удобнее всего эту методику применить при расчете в программе (например ТехноПро).
Скачать отдельный макрос автоматического расчета режимов резания можно в теме режимов на форуме во вложении.
С учетом особенностей отечественной промышленности и взяв во внимание тот факт, что каждый токарь стремится производить обработку так как сам считает нужным (практика), то данная методика несет рекомендательный характер (хотя в 80% случаев токари применяли аналогичные режимы), однако для оформления технологической документации наиболее удобна ввиду своей возможной автоматизации.
Методика расчета режимов резания при токарных работах
Наружное продольное точение
Подачи при черновой и чистовой обработке выбирать по таб.1; большие назначать при обработки малых диаметров, меньшие – при обработке больших диаметров. Подачи заведомо снижены, учитывая недостаточную жесткость системы и высокую вероятность возникновения вибраций при резании. При чистовой обработке радиус при вершине резца выбирать не меньше 2 мм, вылет резца минимальный.
| Черновая обработка | Чистовая обработка |
| s=0.8 мм/обs=0.6 мм/обs=0.4 мм/об | s=0.30 мм/об (Ra=6.3)s=0.23 мм/об (Ra=3.2)s=0.11 мм/об (Ra=1.6) |
Таблица 1
При прерывистом точении снижать подачу на 25%. Подачу корректировать коэффициентом Kls в зависимости от вылета резца l (таблица 2) и коэффициентом K φs в зависимости от главного угла в плане (таблица 3).
| l:H до(l-вылетH-высота державки) | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 |
| Kls | 1 | 0,7 | 0,5 | 0,4 |
Таблица 2
| φ- главный угол в плане, град | 45 | 60 | 75 | 90 |
| K φs | 1 | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
Таблица 3
Максимальная глубина резания при черновой обработке – 3 мм, при чистовой – 1 мм.
Скорость резания при токарных работах вычислять из возможной мощности привода главного движения станка по формуле:
v- скорость резания, м/мин
Nстанка- мощность станка по паспорту, кВт
η- КПД станка по паспорту
δ- коэффициент понижения мощности при возможном износе станка δ=0.85
Cp- постоянная, влияющая на силу резания Pz при заданных условиях обработки (таблица 4)
Т- расчетная стойкость резца, мин
t- глубина резания, мм
s- подача продольная, мм/об
x,y,n- коэффициенты, зависящие от условий обработки (таблица 4)
К φv – поправочный коэффициент на скорость, зависящий от главного угла в плане (таблица 5)
Кзаг- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от качества заготовки (таблица 6)
Кинст- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от материала режущего инструмента (таблица 7)
КматV- поправочный коэффициент на скорость, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала
(таблица 7.1)
Kφp, Kγp, Kλp, Krp-коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силу резания (таблица 8)
КматP- поправочный коэффициент на силу резания, зависящий от отклонений механических свойств обрабатываемого материала
(таблица 8.1)
| Материал обрабатываемый | Cp | x | y | n |
| Сталь | 300 | 1 | 0,75 | -0,15 |
| Чугун серый190 НВ | 92 | 1 | 0,75 | |
| Алюминиевые сплавы | 40 | 1 | 0,75 | |
| Медные сплавы | 55 | 1 | 0,66 |
Таблица 4
| Главный угол в плане φ | 20 | 30 | 45 | 60 | 75 | 90 |
| К φv | 1,4 | 1,2 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
Таблица 5
| Заготовка | Покат | Поковка,литье под давлением | Отливка(чугун) | Отливка(медные и алюмин. сплавы) |
| К заг | 0,9 | 0,8 | 0,8 | 0,9 |
Таблица 6
| Материал обрабатываемый | ||||||
| Сталь | Т5К12М | Т5К10 | Т14К8 | Т15К6 | Т30К4 | ВК8 |
| 0,35 | 0,65 | 0,8 | 1,0 | 1,4 | 0,4 | |
| Чугун серый190 НВ | ВК8 | ВК6 | ВК4 | ВК3 | ||
| 0,83 | 1,0 | 1,1 | 1,15 | |||
| Алюминиевые и медные сплавы | Р6М5 | ВК4 | ВК6 | 9ХС | У12А | |
| 1,0 | 2,5 | 2,7 | 0,6 | 0,5 |
Таблица 7
| Обрабатываемый материал | КматV | Показатель n | |
| при обработке резцами из быстрореж. стали | при обработке резцами из тверд.сплава | ||
| Сталь | С ≤0.6% | -1,0 | 1 |
| 1,75 | |||
| 1,75 | |||
| хромистая сталь | 1,75 | ||
| С>0.6% | 1,75 | ||
| Чугун серый | 1,7 | 1,25 | |
| Медные сплавы | 1 | — | — |
| Алюминиевые сплавы | 1 | — | — |
Таблица 7.1
| Параметры | Материал режущей части | Поправочные коэффициенты | ||
| Наименование | Величина | Обозначение | Величина | |
| Главный угол в плане φ | 30 | Твердый сплав | Kφp | 1,08 |
| 45 | 1,00 | |||
| 60 | 0,94 | |||
| 90 | 0,89 | |||
| 30 | Быстрореж. сталь | 1,08 | ||
| 45 | 1,00 | |||
| 60 | 0,98 | |||
| 90 | 1,08 | |||
| Передний угол γ | -15 | Твердый сплав | Kγp | 1,25 |
| 1,10 | ||||
| 10 | 1,00 | |||
| 12-15 | Быстрореж. сталь | 1,15 | ||
| 20-25 | 1,00 | |||
| Угол наклона главного лезвия λ | -5 | Твердый сплав | Kλp | 1,00 |
| 5 | ||||
| 15 | ||||
| Радиус при вершине r, мм | 0,5 | Быстрореж. сталь | Krp | 0,87 |
| 1,0 | 0,93 | |||
| 2,0 | 1,00 | |||
| 3,0 | 1,04 | |||
| 4,0 | 1,10 |
Таблица 8
| Обрабатываемый материал | КматP | Показатель n | |
| при обработке резцами из быстрореж.стали | при обработке резцами из тверд.сплава | ||
| Сталь | 0,75 | 0,35 | |
| 0,75 | 0,75 | ||
| Чугун серый | 0,4 | 0,55 | |
| Медные сплавы | 1 | — | — |
| Алюминиевые сплавы | 1 | — | — |
Таблица 8.1
После расчета скорости резания необходимо рассчитать частоту вращения шпинделя и сопоставить с паспортными характеристиками. Частоту вращения фактическую следует выбирать наиболее близкую по величине.
Частота вращения: об/мин
Разница расчетной и фактической частоты вращения отражается на стойкости инструмента: если расчетная величина больше фактической, то стойкость резца увеличивается относительно расчетной, если меньше — уменьшается.
Растачивание
При растачивании скорости резания вычисляются аналогичным способом, как и при наружном продольном точении, но с учетом коэффициента Краст (таблица 9).
| Диаметр растачиваемого отверстия в мм до | 50 | 75 | 150 | 250 | >250 |
| Краст | 0,6 | 0,75 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
Таблица 9
Прорезание пазов
Поперечные подачи выбираются по таблице 10. Скорости резания при прорезании пазов рассчитываются аналогично наружному точению, но с коэффициентами Cp, x, y, n согласно таблице 11.
| Диаметр обработки,мм | Ширина резца, мм | Обрабатываемый материал |
| Сталь | Чугун, медные и алюминиевые сплавы | |
Источник: http://xn--e1aflbecbhjekmek.xn--p1ai/index.php/rezhim/53-2011-01-13-09-14-59
Правила выбора режима резания при фрезеровании фрезами — таблицы и советы
На предприятиях, в составе которых есть подразделения, занимающиеся поверхностной обработкой заготовок, на основе нормативных документов составляются специальные карты, которыми руководствуется оператор при изготовлении той или иной детали.
Хотя в некоторых случаях (к примеру, новое оборудование, инструмент) нюансы технологических операций фрезеровщику приходится определять самостоятельно.
Если маломощный станок эксплуатируется в домашних условиях, тем более, никаких официальных подсказок под рукой, как правило, нет.
Эта статья поможет не только понять, на основе чего производится расчет режима резания при фрезеровании и выбор соответствующего инструмента, но и дает практические рекомендации, которые достаточны для обработки деталей на бытовом уровне.
Особенность фрезерования в том, что режущие кромки вступают в прямой контакт с материалом лишь периодически. Как следствие – вибрации, ударные нагрузки и повышенный износ фрез.
Наиболее эффективным режимом считается такой, при котором оптимально сочетаются следующие параметры – глубина, подача и скорость резания без ухудшения точности и качества обработки.
Именно это позволяет существенно снизить стоимость технологической операции и повысить производительность.
Предусмотреть буквально все нюансы фрезерования невозможно.
Заготовки, подлежащие обработке, отличаются структурой, габаритами и формой; режущие инструменты – своей геометрией, конструктивным исполнением, наличием/отсутствием защитного слоя и тому подобное.
Все, что изложено по режимам резания далее, следует рассматривать всего лишь как некий ориентир. Для уточнения конкретных параметров фрезерования следует пользоваться специальными таблицами и справочными данными.
Выбор инструмента
Главным образом это относится к его диаметру. В чем особенность подбора фрезы (все виды описаны здесь) по этому параметру?
- Повышение диаметра автоматически приводит к увеличению стоимости инструмента.
- Взаимозависимость двух показателей – если подача возрастает, то скорость резания падает, так как она ограничивается структурой обрабатываемой детали (см. ниже).
Оптимальным считается такой диаметр фрезы, при котором его величина соответствует (или немного больше) требуемой глубине резания. В некоторых случаях за 1 проход можно выбрать стружку и более толстую, но это относится лишь к материалам, характеризующимся невысокой плотностью. Например, пенопласт или некоторые породы древесины.
Скорость резания
В зависимости от материала образца можно ориентироваться на следующие показатели (м/мин):
- древесина, термопласты – 300 – 500;
- ПВХ – 100 – 250;
- нержавейка – 45 – 95;
- бронза – 90 – 150;
- латунь – 130 – 320;
- бакелит – 40 – 110;
- алюминий и его сплавы – 200 – 420.
Частота вращения фрезы
Простейшая формула выглядит так:
n (число оборотов) = 1000 Vc (желаемая скорость реза) / π D (диаметр фрезы).
Гонять шпиндель на максимальных оборотах с точки зрения безопасности не следует. Значит, только за счет этого скорость резания уменьшится примерно на 10 – 15%. Частично компенсировать эту «потерю» можно установкой фрезы большего диаметра. Этим скорость несколько повышается.
Если подходящей под рукой нет, придется решать – тратить деньги на новый инструмент или довольствоваться теми возможностями, которые имеются у фрезерного станка.
Опять-таки, все это проверяется лишь практикой работы на конкретном оборудовании, но общий смысл рекомендации понятен.
Подача
На этот параметре фрезерования следует обратить пристальное внимание!
Долговечность фрезы и качество обработки заготовки зависят от того, какой толщины слой снимается за одну проходку, то есть при каждом обороте шпинделя. В этом случае говорят о подаче на 1 (2,3) зуба, в зависимости от разновидности инструмента (фреза одно- , двух- или трехзаходная).
Рекомендуемые значения подачи «на зуб» указываются производителем инструмента. Фрезеровщик по этому пункту режима резания сталкивается с трудностями, если работает с фрезами «made in China» или какого-то сомнительного (неизвестного) происхождения.
В большинстве случаев можно ориентироваться на диапазон подачи (мм) 0,1 – 0,25. Такой режим подходит практически для всех распространенных материалов, подвергающихся обработке фрезерованием. В процессе реза станет понятно, достаточно или несколько «прибавить» (но не раньше, чем после 1-го захода).
А вот менее 0,1 пробовать не стоит, разве только при выполнении ювелирной работы с помощью микрофрез.
Начинать фрезерование следует с минимальной подачи – 0,1. В процессе станет понятно, насколько податлив обрабатываемый материал перед конкретной фрезой. Это исключит вероятность слома режущей кромки (зуба) и позволит поставить возможностям станка и инструмента точный «диагноз», особенно если это «чужое» оборудование.
Полезные советы
- Превышение значения оптимальной подачи чревато повышением температуры в рабочей области, образованием толстой стружки и быстрой поломкой фрезы. Для инструмента диаметром свыше 3 мм начинать следует с 0,15, не более
- Если скорость фрезерования детали повысить за счет оптимального использования возможностей оборудования не получается, можно попробовать установить фрезу двухзаходную.
- При выборе инструмента нужно учитывать, что увеличение длины режущей части приводит к снижению подачи и увеличению вибраций.
- Не следует стремиться повысить скорость обработки за счет замены фрезы на аналогичную, но с большим количеством зубьев. Стружка от такого инструмента отводится хуже, поэтому часто приводит к тому, что качество фрезерования резко снижается. В некоторых случаях, при полной забивке канавок, фреза начинает работать «вхолостую». Толку от такой замены никакого.
Вывод
Качественного фрезерования можно добиться только опытным путем. Конкретные станок + инструмент + практический опыт, навыки. Поэтому не стоит слепо доверять даже табличным данным.
Например, в них не учитывается степень износа фрезы, с которой предстоит работать. Не нужно бояться экспериментировать, но начинать всегда следует с минимального значения параметров.
Когда мастер «почувствует» и станок, и фрезу, и обрабатываемый материал, он сам определит, в каком режиме стоит работать.
Источник: http://ISmith.ru/metalworking/rezhimy-rezaniya-pri-frezerovanii/
Режимы и скорость резания при фрезеровании
Фрезерование является одним из основных способов обработки металлических заготовок. Данный процесс выполняется с целью черновой или чистовой отделки и позволяет сформировать определённый профиль поверхности (канавки, пазы), скорректировать форму изделия, нарезать зубья или выточить художественные узоры.
В качестве рабочего инструмента используется фреза, которая совершает вращательные движения. Фрезерная обработка существенно отличается от точения и сверления: при ней каждый зуб работает отдельно, что неизбежно приводит к увеличению ударных нагрузок.
Выбор режимов резания и рациональные расчёты позволяют минимизировать влияние нагрузок.
Оптимальные режимы резания
Данное понятие предполагает создание таких условий, при которых обеспечивается оптимальное сочетание подачи, скорости и силы обработки. При этом необходимо учитывать глубину срезаемого слоя, так как от этого во многом зависит получение заданной чистоты и точности детали.
На каждом металлообрабатывающем предприятии есть нормативная документация, в которой указаны чёткие рекомендации по выбору оптимальных режимов обработки.
На основании данных стандартов разрабатываются карты и определяется техпроцесс, включающий все этапы фрезерования.
В случае если для обработки используется современное оборудование и режущий инструмент, оператор самостоятельно производит необходимые расчёты, так как в нормативах нет подходящих данных.
Особенность фрезерной обработки заключается в том, что режущий инструмент вступает в непосредственный контакт с металлической поверхностью лишь периодически.
Это основная причина возникновения вибраций, образования ударных нагрузок и быстрого износа фрез.
Заранее предусмотреть все тонкости обработки детали невозможно: заготовки отличаются габаритами, формой, размерами, а инструменты имеют свои конструктивные особенности. Однако при расчётах важно ориентироваться на справочные данные.
Существует ряд рекомендаций, на которые необходимо обратить внимание при разработке техпроцесса:
- выбор инструмента выполняется с учётом длины режущей части, увеличение которой может привести к снижению подачи и повышению степени вибрации;
- значительное увеличение подачи может привести к повышению температуры в области обработки и образованию толстой стружки, что снижает эксплуатационный потенциал инструмента;
- скорость резания при фрезеровании можно увеличить за счёт установки двухзаходной фрезы.
При разработке техпроцесса не следует ориентироваться исключительно на табличные данные. Только опытным путём можно добиться качественного фрезерования, и поэтому при расчётах важно учитывать характеристики станка и инструмента, степень износа оборудования и оснастки.
Выбор инструмента
Диаметр фрезы имеет определяющее значение при выборе инструмента. Чем больше диаметр, тем дороже инструмент, а это приводит к увеличению общих затрат на обработку.
Существует также взаимосвязь между параметрами подачи и скоростью резания. Оптимальным считается такой диаметр инструмента, при котором размеры фрезы соответствуют необходимой глубине обработки.
То есть фреза должна обеспечивать снятие металлического слоя с заготовки за один проход.
Имеет значение и материал, из которого сделана фреза. Максимальную эффективность обработки обеспечивают фрезы из быстрорежущей стали и с пластинами из твёрдых сплавов. Инструмент может иметь различную геометрию режущей части (форму и размеры зуба, задние и передние углы, параметры переходной кромки). Для подбора фрез используются табличные данные.
Расчёт подачи фрезы
Режимы резания при фрезеровании невозможно определить без расчёта подачи инструмента. При выполнении чистовой операции подача зависит от параметров шероховатости поверхности детали. При черновой обработке расчёты необходимо выполнять, ориентируясь на следующие критерии:
- показатель жёсткости системы «деталь – фреза – станок»;
- материал, из которого выполнена заготовка;
- углы заточки фрезы;
- мощность фрезерного станка;
- материал рабочего инструмента.
Обычно расчёты подачи выполняются по таблицам.
Оптимальные условия фрезерования достигаются путём подбора нужной глубины обработки. Глубина фрезерования – это расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями или толщина срезаемого слоя.
Данная величина должна быть максимально большой, что позволяет получить необходимую конфигурацию детали за один проход фрезы. Если деталь должна иметь максимально ровную поверхность и чистоту, снятие металлического слоя выполняется в два захода (черновая и чистовая обработка).
В некоторых случаях величина слоя настолько высока, что даже в два захода её снять не удаётся. Необходимую глубину можно обеспечить за счёт двух черновых проходов.
Скорость резания при фрезеровании
Расчет скорости резания можно выполнить по данным, приведённым в нормативной документации. В специально разработанных картах для различных типов фрез и обрабатываемых материалов содержатся все необходимые параметры, поэтому выбрать оптимальные условия не составит никакого труда.
Однако следует обратить внимание, что все приведённые в картах данные указаны для фрезерования одним инструментом при стандартном уровне стойкости фрезы. Если параметры стойкости инструмента отличаются от табличных данных, формула скорости резания должна включать в себя поправочный коэффициент. Коэффициенты разрабатываются на основе целого ряда критериев:
- ширины обработки (для торцевого инструмента);
- механических свойств заготовки;
- величины основного угла фрезы;
- наличия или отсутствия на заготовке окалин.
Нормативные карты для определения скорости содержат сведения о минутной подаче и количестве оборотов. Но важно учитывать и тот факт, что кинематика, сила и технические возможности шпинделя конкретного станка практически всегда отличаются от табличных величин, поэтому оптимальную скорость приходится подбирать в индивидуальном порядке.
Источник: https://m-ser.ru/articles/rezhimy-i-skorost-rezaniya-pri-frezerovanii/
Методика расчета режимов резания при точении
На первом этапе производится выбор материала режущей части инструмента, тип и конструктивного исполнения резца, геометрия режущей части, то есть, углы режущей части (в зависимости вида обработки и материала заготовки)
Определение элементов режимов резания
1. Назначение глубины резания t
Припуск на обработку определяется по формуле, мм:
,
где: D3 — диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм, D — диаметр детали по обработанной поверхности, мм. Если припуск снимается за один проход, то глубина резания, мм:
Если обработка разделена на черновую и чистовую, то:
2. Выбор подачи S
Подача S выбирается в зависимости от назначенной глубины резания t и ряда ограничений. На величину подачи накладываются следующие ограничения:
При черновом точении: прочность и жесткость державки резца; прочность твердосплавной пластины и слабых звеньев механизма подачи станка; жесткость обрабатываемой детали и способ ее крепления. Формально учет этих ограничений производится следующим образом.
При черновом наружном точении резцами с пластинками из твердого сплава и из быстрорежущей стали подача выбирается в зависимости от выбранной глубины резания t и с учетом диаметра детали и размера державки резца по таблицам (см. приложение). Подачи, допускаемые прочностью пластинки из твердого сплава при точении выбираются из таблицам (см. приложение). Выбрать нужно меньшую из двух — Smin. К ней подобрать ближайшую меньшую подачу из паспорта станка.
При чистовом и получистовом точении ограничением могут быть: заданная шероховатость обработанной поверхности и точность детали; жесткость державки резца и детали. В зависимости от D3вида и условий обработки материала детали, а затем проверяется по точности и жесткости.
3. Расчет скорости резания V
Допустимая скорость резания VT рассчитывается в зависимости от назначенных величин глубины резания t, подачи S и стойкости инструментаТ, м/мин:
,
где: CV – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, вида работ и толщины среза ; m, x, yv – показатели степени при значениях стойкости инструментаТ, глубина резания t и подачи S определяются по справочным данным (см.
приложение); В ряде источников показатели степени приводятся с обозначением m, xv, yv; Кv — общий поправочный коэффициент на скорость резания рассчитывается как произведение частных поправочных коэффициентов, каждый из которых отражает отличие фактического значения одного из конкретных условий резания от использованного при экспериментальном определении табличных значений коэффициента СV:
, (1.21)
где: КМV – поправочный коэффициент на физико-механические свойства обрабатываемого материала (см. приложения); КП – поправочный коэффициент на состояние поверхности заготовки (см. приложение); КИ – поправочный коэффициент на марку инструментального материала (см.
приложение); Кφ – поправочный коэффициент на величину главного угла в плане (см.
приложение);Кφ1, Кr — поправочные коэффициенты на вспомогательный угол в плане, радиус при вершине резца и поперечное сечение державки резца, включаемые в расчет только для резцов из быстрорежущей стали (см. приложение);
Определив Кv по формуле (1.21), VT по формуле (1.22) и пользуясь формулой скорости резания, следует определить число оборотов шпинделя n, соответствующее расчетному значению допустимой скорости резания ,об/мин:
, (1.22)
Расчетное значение числа оборотов в минуту следует откорректировать, приведя в соответствие с ближайшим меньшим значением числа оборотов в минуту шпинделя станка из его паспортных данных.
Фактическую скорость резания можно рассчитать, исходя из выбранного числа оборотов в минуту шпинделя nст, м/мин:
,
Поскольку обычно фактическая скорость резания VФ меньше расчетной, фактическая стойкость инструмента возрастает согласно формуле (1.21).
Если же расчетное число оборотов в минуту шпинделя лишь на 5…10% меньше ближайшей имеющейся на станке ступени числа оборотов в минуту станка, можно воспользоваться этой ступенью, причем фактическая стойкость инструмента снизится незначительно.
II этап. Проверочный расчет выбранных значений элементов режима резания
Для проверочного расчета необходимо рассчитать силы резания, в частности, тангенциальную силу по формуле
, (1.23)
где: Ср – коэффициент, характеризующий группу обрабатываемых материалов (см.
приложение); х, у ,n — показатели степени при глубине резания t , подаче s и скорости резания v определяются по таблицам (см.
приложение); Кр – поправочный коэффициент, рассчитываемый как произведение поправочных коэффициентов на механические свойства обрабатываемого материала и на геометрические параметры резца;
, (1.24)
Значения поправочных коэффициентов в формуле (1.24) следует выбирать по справочным данным (см. приложение)
1. Проверка выбранной величины подачи s по прочности державки резца производится только при черновом точении. Исходя из того, что державка резца подвергается изгибу под действием силы Рz, для резца прямоугольного сечения можно написать:
, (1.25)
где: В – ширина державки, мм; Н – высота державки, мм; L – вылет резца, l=(1,5….2)Н, мм; [σИ] – допускаемое напряжение на изгиб, МПа; [σИ]=200 МПа.
Если подставить в (1.25) выражение Рz из (1.23), то можно определить подачу, допускаемую прочностью державки резца, мм/об:
, (1.26)
2. Проверка выбранной величины подачи по жесткости державки резца производится в тех случаях, когда резец должен работать со значительным вылетом (например, при расточке сравнительно глубоких отверстий), при тяжелых условиях обработки (например, при движении вершины резца к оси заготовки при отрезке), а также при чистовом точении.
Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью детали, зависит от способа ее крепления, например, в патроне:
, (1.27)
где: Е – модуль упругости материала детали, Па (для углеродистой конструкционной стали Е = 200000 … 220000 Па); I – момент инерции державки; fдоп – допустимая стрела прогиба, мм (при черновом точении допускается; fдоп =0,1мм, при чистовом 0,05мм)
Подставив выражение силы резания из формулы (1.23) в формулу (1.27), получим выражение для наибольшей подачи, допускаемой жесткостью материала, мм /об:
, (1.28)
Это расчетное значение подачи Sж должно удовлетворять соотношениюSж≤Sст, где Sст определено ранее.
3. Проверка выбранной величины подачи по кинематическим данным станка. Всегда должно быть выдержано соотношение:
Smin≤Sст≤Smax
где: Smax и Smin наибольшее и наименьшее значения подачи по паспортным данным станка.
Однако назначенная на втором этапе расчета подача S была откорректирована в соответствии с паспортными данными станка. Поэтому, если выдержаны соотношения:
Sст≤Sпр, Sст≤Sж
то проверку подачи по кинематическим данным станка производить не следует.
4. Проверочный расчет по мощности на шпинделе Ne. Мощность резания определяется силой резания Рz и фактическим значением скорости резания v.
Мощность резания не должна превосходить эффективной мощности станка Ne, т.е. должно быть выдержано соотношение
Nрез≤Nе, (1.29)
где: Nрез – мощность резания, кВт; Nе =Nη – эффективная мощность станка, кВт; N – мощность электродвигателя станка, кВт; η – коэффициент полезного действия станка.
,
Если не выдержано соотношение (1.29), следует подставить в левую часть выражения (1.22) N·η, определить наибольшее значение скорости резания, допускаемое мощностью станка.
Однако следует иметь в виду, что при снижении скорости резания Рz (1.23).
Поэтому необходимо пересчитать Pz, а затем, проверив достаточность мощности, откорректировать число оборотов шпинделя в минуту nN , соответствующее vN паспортным данным станка.
Конечной целью является расчет основного технологического (машинного) времениТо. Его необходимо выполнить после проверки выбранных элементов режима резания. Как указывалось ранее, именно минимизация основного времениТо является целью расчета оптимального режима резания.
Основное (машинное) технологическое время следует рассчитать по формуле, мин:
,
где: L=l+l1+l2 — расчетная длина обработки, мм; l— длина обрабатываемой поверхности, мм; l1 -врезание резца, определяемое из соотношения, мм:
мм
где: l2 — перебег резца, l2 =1….5мм; i — число проходов.
Производительность труда на любой операции технологического процесса обработки деталей определяется величиной штучного времени Тшт, затрачиваемого на выполнение операции.
Величина штучного времени определяется из соотношения, мин:
где: То — основное (машинное) технологическое время; Твсп— вспомогательное время, затрачиваемое на установку, закрепление и снятие заготовки, на управление станком; Тобсл-время на организационно-техническое обслуживание рабочего места; Тошд — время на отдых.
Назначенные режимы резания прямо или косвенно влияют на все составляющие штучного времени. На основное (машинное) время Т0 элементы режимов резания оказывают непосредственное влияние. На остальные структурные составляющие штучного времени элементы режимов резания оказывают косвенное влияние, через изменение стойкости инструмента Т.
Дата добавления: 2017-01-16; просмотров: 6213;
Источник: https://poznayka.org/s82493t1.html
Загрузка...
