«Принципи вибору трьох елементів у різанні на верстатах з ЧПК».
При обробці металу різанням вирішальне значення має правильний вибір трьох елементів різання на верстатах з ЧПК – швидкості різання, швидкості подачі та глибини різання. Це один з основних аспектів курсу з принципів різання металу. Нижче наведено детальний огляд принципів вибору цих трьох елементів.
I. Швидкість різання
Швидкість різання, тобто лінійна швидкість або окружна швидкість (V, метри/хвилину), є одним з важливих параметрів у різанні на верстатах з ЧПК. Щоб вибрати відповідну швидкість різання, слід спочатку врахувати кілька факторів.
Швидкість різання, тобто лінійна швидкість або окружна швидкість (V, метри/хвилину), є одним з важливих параметрів у різанні на верстатах з ЧПК. Щоб вибрати відповідну швидкість різання, слід спочатку врахувати кілька факторів.
Матеріали для інструментів
Твердосплавний сплав: Завдяки високій твердості та добрій термостійкості можна досягти відносно високої швидкості різання. Як правило, вона може перевищувати 100 метрів/хвилину. Під час придбання пластин зазвичай надаються технічні параметри, щоб уточнити діапазон лінійних швидкостей, які можна вибрати під час обробки різних матеріалів.
Швидкорізальна сталь: Порівняно з карбідом, швидкорізальна сталь має дещо нижчі характеристики, а швидкість різання може бути відносно низькою. У більшості випадків швидкість різання швидкорізальної сталі не перевищує 70 метрів/хвилину і зазвичай становить менше 20-30 метрів/хвилину.
Твердосплавний сплав: Завдяки високій твердості та добрій термостійкості можна досягти відносно високої швидкості різання. Як правило, вона може перевищувати 100 метрів/хвилину. Під час придбання пластин зазвичай надаються технічні параметри, щоб уточнити діапазон лінійних швидкостей, які можна вибрати під час обробки різних матеріалів.
Швидкорізальна сталь: Порівняно з карбідом, швидкорізальна сталь має дещо нижчі характеристики, а швидкість різання може бути відносно низькою. У більшості випадків швидкість різання швидкорізальної сталі не перевищує 70 метрів/хвилину і зазвичай становить менше 20-30 метрів/хвилину.
Матеріали заготовок
Для матеріалів заготовок з високою твердістю швидкість різання повинна бути низькою. Наприклад, для загартованої сталі, нержавіючої сталі тощо, щоб забезпечити термін служби інструменту та якість обробки, V слід встановити нижче.
Для чавунних матеріалів, при використанні твердосплавних інструментів, швидкість різання може становити 70 – 80 метрів/хвилину.
Низьковуглецева сталь має кращу оброблюваність, а швидкість різання може перевищувати 100 метрів/хвилину.
Обробка різанням кольорових металів є відносно легкою, і можна вибрати вищу швидкість різання, зазвичай від 100 до 200 метрів/хвилину.
Для матеріалів заготовок з високою твердістю швидкість різання повинна бути низькою. Наприклад, для загартованої сталі, нержавіючої сталі тощо, щоб забезпечити термін служби інструменту та якість обробки, V слід встановити нижче.
Для чавунних матеріалів, при використанні твердосплавних інструментів, швидкість різання може становити 70 – 80 метрів/хвилину.
Низьковуглецева сталь має кращу оброблюваність, а швидкість різання може перевищувати 100 метрів/хвилину.
Обробка різанням кольорових металів є відносно легкою, і можна вибрати вищу швидкість різання, зазвичай від 100 до 200 метрів/хвилину.
Умови обробки
Під час чорнової обробки головною метою є швидке видалення матеріалів, а вимоги до якості поверхні відносно низькі. Тому швидкість різання встановлюється нижчою. Під час чистової обробки, щоб отримати хорошу якість поверхні, швидкість різання слід встановлювати вищу.
Коли жорсткість верстата, заготовки та інструменту погана, швидкість різання також слід знизити, щоб зменшити вібрацію та деформацію.
Якщо S, що використовується в програмі ЧПК, є швидкістю обертання шпинделя за хвилину, тоді S слід розраховувати відповідно до діаметра заготовки та лінійної швидкості різання V: S (швидкість шпинделя за хвилину) = V (лінійна швидкість різання) × 1000 / (3,1416 × діаметр заготовки). Якщо програма ЧПК використовує постійну лінійну швидкість, тоді S може безпосередньо використовувати лінійну швидкість різання V (метри/хвилину).
Під час чорнової обробки головною метою є швидке видалення матеріалів, а вимоги до якості поверхні відносно низькі. Тому швидкість різання встановлюється нижчою. Під час чистової обробки, щоб отримати хорошу якість поверхні, швидкість різання слід встановлювати вищу.
Коли жорсткість верстата, заготовки та інструменту погана, швидкість різання також слід знизити, щоб зменшити вібрацію та деформацію.
Якщо S, що використовується в програмі ЧПК, є швидкістю обертання шпинделя за хвилину, тоді S слід розраховувати відповідно до діаметра заготовки та лінійної швидкості різання V: S (швидкість шпинделя за хвилину) = V (лінійна швидкість різання) × 1000 / (3,1416 × діаметр заготовки). Якщо програма ЧПК використовує постійну лінійну швидкість, тоді S може безпосередньо використовувати лінійну швидкість різання V (метри/хвилину).
II. Швидкість подачі
Швидкість подачі, також відома як швидкість подачі інструменту (F), головним чином залежить від вимог до шорсткості поверхні обробки заготовки.
Швидкість подачі, також відома як швидкість подачі інструменту (F), головним чином залежить від вимог до шорсткості поверхні обробки заготовки.
Фінішна обробка
Під час чистової обробки, через високі вимоги до якості поверхні, швидкість подачі повинна бути невеликою, зазвичай 0,06 – 0,12 мм/оберт шпинделя. Це може забезпечити гладку оброблену поверхню та зменшити її шорсткість.
Під час чистової обробки, через високі вимоги до якості поверхні, швидкість подачі повинна бути невеликою, зазвичай 0,06 – 0,12 мм/оберт шпинделя. Це може забезпечити гладку оброблену поверхню та зменшити її шорсткість.
Груба обробка
Під час чорнової обробки основним завданням є швидке видалення великої кількості матеріалу, і швидкість подачі може бути встановлена більшою. Розмір швидкості подачі головним чином залежить від міцності інструменту і зазвичай може перевищувати 0,3.
Коли головний кут заглиблення інструменту великий, міцність інструменту погіршується, і в цей час швидкість подачі не може бути занадто великою.
Крім того, слід враховувати потужність верстата та жорсткість заготовки та інструмента. Якщо потужність верстата недостатня або жорсткість заготовки та інструмента низька, швидкість подачі також слід відповідно зменшити.
Програма ЧПК використовує дві одиниці швидкості подачі: мм/хвилину та мм/оберт шпинделя. Якщо використовується одиниця мм/хвилину, її можна перетворити за формулою: подача за хвилину = подача за оберт × швидкість шпинделя за хвилину.
Під час чорнової обробки основним завданням є швидке видалення великої кількості матеріалу, і швидкість подачі може бути встановлена більшою. Розмір швидкості подачі головним чином залежить від міцності інструменту і зазвичай може перевищувати 0,3.
Коли головний кут заглиблення інструменту великий, міцність інструменту погіршується, і в цей час швидкість подачі не може бути занадто великою.
Крім того, слід враховувати потужність верстата та жорсткість заготовки та інструмента. Якщо потужність верстата недостатня або жорсткість заготовки та інструмента низька, швидкість подачі також слід відповідно зменшити.
Програма ЧПК використовує дві одиниці швидкості подачі: мм/хвилину та мм/оберт шпинделя. Якщо використовується одиниця мм/хвилину, її можна перетворити за формулою: подача за хвилину = подача за оберт × швидкість шпинделя за хвилину.
III. Глибина різання
Глибина різання, тобто глибина різання, має різні варіанти вибору під час чистової та чорнової обробки.
Глибина різання, тобто глибина різання, має різні варіанти вибору під час чистової та чорнової обробки.
Фінішна обробка
Під час чистової обробки, як правило, вона може бути меншою за 0,5 (значення радіуса). Менша глибина різання може забезпечити якість обробленої поверхні та зменшити шорсткість поверхні та залишкові напруження.
Під час чистової обробки, як правило, вона може бути меншою за 0,5 (значення радіуса). Менша глибина різання може забезпечити якість обробленої поверхні та зменшити шорсткість поверхні та залишкові напруження.
Груба обробка
Під час чорнової обробки глибину різання слід визначати відповідно до заготовки, інструменту та стану верстата. Для невеликого токарного верстата (з максимальним діаметром обробки менше 400 мм), що точить сталь № 45 у стані нормалізації, глибина різання в радіальному напрямку зазвичай не перевищує 5 мм.
Слід зазначити, що якщо для зміни швидкості обертання шпинделя токарного верстата використовується звичайне регулювання швидкості за допомогою частотного перетворення, то при дуже низькій швидкості обертання шпинделя за хвилину (нижче 100–200 обертів за хвилину) вихідна потужність двигуна значно зменшиться. У цьому випадку можна отримати лише дуже малу глибину різання та швидкість подачі.
Під час чорнової обробки глибину різання слід визначати відповідно до заготовки, інструменту та стану верстата. Для невеликого токарного верстата (з максимальним діаметром обробки менше 400 мм), що точить сталь № 45 у стані нормалізації, глибина різання в радіальному напрямку зазвичай не перевищує 5 мм.
Слід зазначити, що якщо для зміни швидкості обертання шпинделя токарного верстата використовується звичайне регулювання швидкості за допомогою частотного перетворення, то при дуже низькій швидкості обертання шпинделя за хвилину (нижче 100–200 обертів за хвилину) вихідна потужність двигуна значно зменшиться. У цьому випадку можна отримати лише дуже малу глибину різання та швидкість подачі.
На завершення, правильний вибір трьох елементів різання на верстатах з ЧПК вимагає всебічного врахування багатьох факторів, таких як матеріали інструменту, матеріали заготовки та умови обробки. У фактичній обробці слід вносити розумні корективи відповідно до конкретних ситуацій для досягнення цілей підвищення ефективності обробки, забезпечення якості обробки та подовження терміну служби інструменту. Водночас оператори також повинні постійно накопичувати досвід та бути знайомими з характеристиками різних матеріалів та технологій обробки, щоб краще вибирати параметри різання та покращувати продуктивність обробки верстатів з ЧПК.