Режимы резания металлов на станках с чпу

Обновлено: 21.01.2025

Вы уже пересмотрели кучу информации на тему расчёта режимов резания при точении? Видели эти научные труды, непонятные формулы и огромные таблицы? Да, конечно, режимы резания при точении не самая простая тема, но и не самая сложная. В данной статье мы не будем объяснять ненужные новичку нюансы и сконцентрируемся на самом главном, для того чтобы вы могли как можно быстрее приступить к работе, но при этом не сломать режущий инструмент.

Режимы резания для токарного ЧПУ станка и универсального станка любительского класса конечно будут отличаться. В этой статье вы найдете полезную информацию для обоих случаев. Мы рассмотрим следующие вопросы:

Влияние конструкции станка на выбор режимов резания при точении.

Режимы резания при токарной обработке назначаются исходя из принципа: не слишком мало, чтобы резец мог резать и не зализывать материал, но и не слишком много, чтобы не перегрузить станок и сам резец. Ключевым параметром является вес станка и как следствие его жёсткость. Чтобы не вдаваться сильно в теорию, просто приведу несколько примеров:

1. Советский токарный станок ДИП-300 (вес 4200 кг, мощность привода 14 кВт)

На данном оборудовании можно снимать практически любой слой материала при любой подаче – станок не почувствует разницы. В данном случае режимы резания на токарном станке будут ограничены только используемым инструментом (резцом). При использовании правильного резца данный станок может спокойно снимать с заготовки за один проход 5 мм на сторону (10 мм на диаметр)

2. Китайский токарный станок WM-210 (вес 68 кг, мощность привода 0.85 кВт)

Назначение режимов резания при точении на данном станке должно быть максимально гуманным. Его малый вес, мощность, а также малое сечение зажимаемых резцов (всего 10х10мм) свидетельствует о том, что он предназначен для "нежного поглаживания" заготовки с максимальным съёмом за один проход не более 0.5 мм на сторону (1 мм на диаметр).

3. Токарный станок с ЧПУ TAKISAWA LA-250 (вес 6200 кг, мощность привода 15 кВт)

Режимы резания при токарной обработке на станках с ЧПУ как правило всегда выше, так как большинство станков такого класса оснащены мощной системой подачи СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости), а также высоко оборотистыми шпинделями. Как правило обороты повышаются в 1.5 – 2 раза в сравнении с универсальными станками, при прочих равных параметрах.

Типовые токарные резцы и особенности работы с ними.

Расчёт режимов резания при точении будет зависеть не только от типа используемого оборудования, но и от режущего инструмента, устанавливаемого на станок.

Проходной резец:

Проходные резцы предназначены для обработки наружных поверхностей и подрезки торцов. Данные резцы обладают наибольшей жёсткостью и хорошо работают на высоких скоростях и подачах. Однако есть некоторая особенность, которую можно увидеть на рисунке. Резец с более тупым углом при вершине одинаково хорошо обрабатывает как торцы, так и наружные поверхности, а резец с более острым углом плохо показывает себя на подрезке торца, но при этом в состоянии выполнять поднутрения. Чем более тупой угол при вершине резца (90 и 80 градусов) тем на больших подачах сможет работать такой резец, в то время как для более острых резцов (55 и 35 градусов) подачу необходимо немного уменьшать, так как присутствует вероятность скалывания вершины резца при высокой силе резания.

Канавочный или отрезной резец:

Резец с данной державкой может быть, как канавочным так и отрезным. Это будет зависеть от устанавливаемой пластины. Пластина с прямой режущей кромкой (нейтральная) больше подходит для обработки канавок, в то время как пластины с небольшим углом скоса (3-5 градуса), лучше подойдут для отрезки. Данные резцы хорошо режут вперед, но плохо работают при боковых нагрузках из-за недостаточной жёсткости. Ими допускается работать продольно, но только с небольшим съёмом материала, основное удаление припуска должно осуществляться поперечным движением к оси вращения детали. Режимы резания при точении таким резцом как правило немного меньше, чем при работе проходным резцом.

Расточной резец:

Расточной резец предназначен для обработки отверстий после предварительного рассверливания. Он может быть достаточно жёстким и может работать также эффективно, как и проходной резец, если его вылет из державки не превышает двух его диаметров. Но зачастую требуется растачивать более глубокие отверстия и в таком случае жёсткость резца снижается, а вместе с ней занижаются и режимы резания. При значительных вылетах резца (более 8 диаметров), обработка стали может стать невыполнимой, без применения специальных антивибрационных державок, наподобие этих «ссылка»

Какие параметры входят в режимы резания при токарной обработке.

Для лучшего понимания рассмотрим рисунок:

Расчёт режимов резания при токарной обработке будет состоять из определения трёх параметров, представленных на рисунке:

1. Скорость резания (V) или обороты (S).

Почему или? Потому что современные ЧПУ станки в состоянии работать с поддержанием постоянной скорости резания. То есть нам не обязательно вычислять обороты, а можно указать рекомендуемую скорость резания для того или иного материала и станок сам будет изменять обороты в процессе резания. При движении резца к оси вращения заготовки обороты будут расти, а при отходе на более крупный диаметр уменьшаться. При этом скорость движения режущей кромки относительно поверхности будет постоянной. Традиционно скорость резания измеряется в метрах в минуту. Ниже приведем рекомендуемые скорости резания, подобранные опытным путем:

Для резцов с напайками из ВК8, Т15К6:

• Цветные металлы 120-160 м/мин
• Стали 60-100 м/мин

Для резцов со сменными твердосплавными пластинками:

• Цветные металлы 180-220 м/мин
• Стали 120-160 м/мин

Для перевода рекомендуемой скорости резания в обороты применяют формулу:

S = V x 1000 / 3.14 x D

S – обороты шпинделя (об/мин)

V – скорость резания (м/мин)

D – диаметр обработки (мм)

2. Величина съёма (P).

Определение режимов резания при точении подразумевает выбор глубины врезания резцом, или другими словами, величины съёма на сторону (на радиус). Данная величина будет зависеть от многих факторов:

• Жесткость станка. Чем тяжелее и соответственно жестче станок, тем больший слой материала допустимо на нем срезать. Усреднено можно снимать по 2 мм за проход. Для слабых и настольных станков этот параметр принимается 0.5-1 мм, в то время как для более тяжёлых и мощных допустимо 3-5 мм.
• Желаемое качество поверхности. Если есть необходимость получить хорошую поверхность с низкой шероховатостью, то на чистовой проход оставляют 0.1-0.5 мм на сторону. Для черновых обработок параметр выбирается исходя из жёсткости станка и возможностей резца.
• Тип резца. Нельзя расточным резцом срезать такой же большой слой, как проходным резцом. Расточные резцы обладают невысокой жёсткостью и при увеличении съёма начинают вибрировать и звенеть. Как правило при расточке речь идёт о 0.5 - 1 мм на сторону, а при особо больших вылетах резца и его малой жёсткости 0.1 - 0.2 мм. Подбирается опытным путем, по звуку. Резец должен издавать ровный и приятный звук, но ни в коем случае не звон или дребезг.
• Геометрия режущей кромки. Чем более тупой угол заточки резца (пластины) и крупнее радиус при вершине (R 0.8 - 1.2) тем больший слой можно срезать данным резцом. Резцы с острой заточкой и малыми радиусами (R 0.2- 0.4) не любят больших съёмов и как правило скалываются. Их применяют на чистовых операциях, где съём как правило не превышает 0.5 мм.

3. Подача (F).

В расчёт режимов резания при точении входит и параметр подачи. Это величина, на которую резец продвигается в материал за один оборот, проще говоря толщина стружки. Действуют все те же правила, что и при выборе величины съёма. Единственное, на что стоит обратить внимание, это недопустимость чрезмерного снижения подачи. При малой подаче режущая кромка резца перестает резать материал, а начинает его зализывать (давить), в результате чего происходит резкий нагрев режущей кромки и её скалывание.

Рекомендуемые диапазоны выбора подач, при различных операциях обработки:

• Подрезка торца 0.08 – 0.12 мм/об
• Наружная обработка черновая 0.12 – 0.2 мм/об
• Наружная обработка чистовая 0.08 – 0.15 мм/об
• Расточка жёстким резцом 0.1 – 0.16 мм/об
• Расточка слабым резцом 0.06 – 0.1 мм/об
• Обработка канавок 0.05 – 0.1 мм/об
• Отрезка 0.03 – 0.06 мм/об

Соответственно, если жесткость станка, требуемое качество поверхности, тип резца и геометрия режущей кромки позволяют, то подачу можно выбирать ближе к максимальной. Если же условия резания затруднены какими-либо факторами, то подачу следует выбирать ближе к нижним значениям.

Отдельно следует отметить выбор режимов резания при точении длинных заготовок без подпора центром задней бабки. Максимальный допустимый вылет детали из кулачков составляет 3-4 диаметра, при этом значения съёма и подачи нужно максимально уменьшать. Обрабатывать заготовки с вылетом более 4-5 диаметров без задней бабки рискованно и опасно.

Пример расчета режима резания при точении.

Исходные данные:

- необходимо проточить наружный диаметр с 44 мм до 40 мм на длину 60 мм с получением параметра шероховатости Ra 1.6

- импортным проходным резцом с углом в плане 80 градусов и радиусом при вершине 0.6 мм

- обрабатываемый материал: сталь

Пояснения:

1. Применяемый станок мощный и жесткий и не накладывает ограничений на подачу и величину съёма. Но он является универсальным и малооборотистым, со ступенчатым переключением оборотов коробкой скоростей с диапазонами: 12.5; 16; 20; 25; 31.5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000. Характеристики станка можно посмотреть здесь: токарный станок 16К20. Используемый резец импортный, с большим углом при вершине и не самым маленьким радиусом, что тоже позволяет выбирать режимы из верхних диапазонов. Попробуем подставить рекомендуемую скорость резания для обработки стали импортным резцом в формулу и посчитать обороты:

S = 140 x 1000 / 3.14 x 44 = 1013 об.мин

Поскольку станок с открытой рабочей зоной, слабой подачей СОЖ и гремящей коробкой скоростей, немного занизим полученное значение до 800 об/мин, оно и будет оптимальным.

2. Довольно-таки высокий параметр шероховатости говорит нам о необходимости применения чистового прохода, несмотря на то, что удалить необходимый материал мы можем за один проход. Срезаемый слой материала на стонону составляет 2 мм, а под чистовой проход мы оставим 0.3 мм на сторону. Значит на черновом проходе мы будем снимать 1.7 мм, а на чистовом проходе 0.3 мм на сторону.

3. Подачу выберем из наших рекомендаций близкой к максимальным значениям, так как станок и инструмент позволяют нам это сделать. Доступные диапазоны для станка 16К20: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4;0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 2; 2,4; 2,8.

На черновой проход примем F = 0.175 мм/об, а на чистовой (для получения хорошей чистоты поверхности) возьмём F = 0.1 или 0.125 (подбирается экспериментально).

Режимы фрезерования на станках с ЧПУ

Еще одна статья материалов учебника Босинзона М.А «Обработка деталей на металлорежущих станках различного вида и типа» . В ней представлены технологические процессы и режимы резания на станках фрезерной группы.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ

НА СТАНКАХ ФРЕЗЕРНОЙ ГРУППЫ

Выбор режима резания при фрезеровании. Режим резания для каждой технологической операции рассчитывается и задается тех­нологиями, но в условиях мелкосерийного производства или при изготовлении единичных деталей, когда операционную технологию подробно не разрабатывают, фрезеровщику часто приходится са­мому выбирать наиболее рациональный режим резания. Квалифи­цированные рабочие часто делают это на основании собственного опыта, без предварительных расчетов. Чтобы не ошибиться и не выбрать заниженный непроизводительный или, наоборот, слишком напряженный режим работы, следует сделать хотя бы упрощенный расчет.

Объем металла, срезаемого фрезой в единицу времени, при об­работке поверхностей (мм 3 /мин) можно вычислить по формуле

где t — глубина резания (фрезерования), мм; В — ширина фрезе­рования, мм; S_M — минутная подача, мм/мин.

Так как ширина фрезерования обычно ограничивается шириной обрабатываемой поверхности, то для ускорения обработки, судя по этой формуле, не важно, что увеличивать — глубину резания, подачу или скорость резания. Однако практически приходится учитывать, что исходя из стойкости инструмента выгоднее в пер­вую очередь увеличивать глубину резания, затем подачу и скорость резания. Начинать работу следует с максимально возможной глубиной резания, по возможности снимая весь припуск за один рабочий ход, задать максимально допустимою подачу, а затем при выбранной глубине и подаче принять допустимую скорость реза­ния. Если увеличивать любой из элементов режима резания, то при прочих равных условиях стойкость инструмента уменьшается. Но увеличение подачи примерно в 2 раза, а скорости резания при­мерно в 4 раза больше сказывается на стойкости инструмента, чем глубина резания, поэтому при заданной стойкости фрезы можно добиться наибольшей производительности, работая с максимальной глубиной резания и подачей.

При выборе режима резания необходимо также учитывать при­пуск на обработку. Если он сравнительно небольшой, а требования к шероховатости поверхности детали невысокие, можно заготовку фрезеровать за один рабочий ход. Но нередко бывает так, что сразу снять весь припуск невозможно из-за вероятности поломки фрезы или недостаточной мощности станка. По этим причинам ограни­чивается и величина подачи. Если выбирают режим для чистового фрезерования, то максимальную подачу ограничивают заданной шероховатостью обработки, поэтому часто единственным путем сокращения времени обработки остается увеличение скорости ре­зания. Вот почему выгодно применять твердосплавные фрезы, но, работая ими на высоких скоростях, не стоит забывать, что макси­мальная скорость резания ограничивается предельной для данного станка частотой вращения, а мощность, необходимая для резания, возрастает пропорционально скорости резания.

Задавшись глубиной резания, нужно выбрать подачу и скорость резания. Зная их, нетрудно подсчитать необходимую частоту вра­щения шпинделя станка. При настройке станка следует брать бли­жайшую наименьшую частоту вращения.

Сила и мощность резания при фрезеровании. Чтобы обработать заготовку, следует удалить определенный слой металла, преодолевая сопротивление срезаемого слоя, т. е. силу резания. Ее величина за­висит от условий обработки. При черновом фрезеровании, когда с заготовки снимают слой металла в несколько миллиметров, сила резания велика, а при чистовом она уменьшается в десятки раз, поэтому при выборе геометрии и конструкции фрез, проектиро­вании приспособлений и станков обязательно учитывают характер обработки и величины сил резания.

Рассмотрим, какие силы действуют на инструмент в процессе фрезерования. На рис. 11.4 показаны схемы работы цилиндриче­ской фрезы при встречном и попутном фрезеровании. Каждую из сил, действующих на зуб фрезы ( R ₁, R ₂, R ₃ . ), можно разложить на две составляющие: одну, направленную к центру фрезы, — ра­диальную ( N ₁, N ₂, N ₃ . ) и вторую, направленную перпендикулярно ей, — окружную силу ( P ₁,Р₂, Р₃. ).

Силы P ₁,Р₂,Р₃ . препятствуют вращению фрезы, а силы N ₁, N ₂, N 3. отталкивают фрезу от обрабатываемой детали. Если в ра­боте одновременно находится несколько зубьев фрезы, то для ее вращения нужно приложить силу, равную геометрической сумме окружных сил, действующих на отдельные зубья. Обозначим эту суммарную окружную силу через Р.

Мощность фрезерования, или эффективная мощность N _Э (Вт) — это мощность, расходуемая непосредственно на процесс резания и равная произведению окружной силы на скорость ре­зания, т. е.

Рис. 11.4. Силы при работе цилиндрической фрезы:

а — при встречном перемещении; 6 — при попутном перемещении; R ₁, R ₂, R ₃— ре­зультирующая сила, действующая на зуб фрезы; N ₁, N ₂, N ₃ — радиальная сила; Р₁,Р₂, Р₃ — окружная сила; Р_д — сила противодействия; Р_Г — горизонтальная сила; Р_в — вертикальная сила; v — направление вращения фрезы; S — движение подачи

где Р — окружная сила (Н); v — скорость резания (м/с).

Как видно из формулы, эффективную мощность можно опреде­лить, зная величину силы Р и скорость резания v .

По справочникам режимов резания можно непосредственно определить эффективную мощность для принятого режима ре­зания. Сравнивая эту величину с мощностью электродвигателя станка, указанной в его паспорте, проверяют, можно ли работать с выбранным режимом резания и достаточно ли загружен станок по мощности. При этом нужно помнить, что мощность двигателя затрачивается не только на процесс резания, но и на приведение в движение механизмов станка, поэтому

где N _Д — мощность электродвигателя станка (Вт); η — КПД станка.

Вернемся к рис. 11.4. Кроме вращения фрезы — главного дви­жения, имеется еще и движение стола — подача. Этому движению противодействует сила Р_Д, равная по величине силе Р, но обратная по направлению. Разложим силу Р _д на составляющие — горизон­тальную Р_Г и вертикальную Р_В. Сравнивая схемы (рис. 11.4, а и б), видим, что при встречном фрезеровании фреза стремится оторвать заготовку от стола станка, а при попутном фрезеровании она при­жимает заготовку к столу и стремится сдвинуть ее в направлении подачи.

Выходит, что фреза влияет на движение стола. Действительно, сила подачи при попутном фрезеровании меньше на 20. 30 %, чем при встречном, из-за действия силы Р_В. При попутном фрезеро­вании она прижимает заготовку к столу и увеличивает трение в направляющих. При этом под действием силы Р_Г стол станка то затормаживается, то стремится быстро подвинуться вперед (в на­правлении подачи), и эти явления следуют друг за другом по мере врезания очередного зуба фрезы в заготовку. Если в резьбовом сопряжении винт — гайка продольной подачи стола имеется за­зор, движение стола будет происходить скачками и нормальный процесс резания нарушится. Из-за этого фрезерование с попут­ной подачей возможно не на всех станках. Станки должны иметь специальное устройство для устранения зазоров в механизме подачи стола.

Рассмотренные силы действуют при работе цилиндрической фрезы с прямыми зубьями. На практике часто применяются фрезы с винтовыми зубьями, которые более плавно врезаются в металл, и фреза работает более равномерно.

Расчет режимов резания при фрезеровании. Элементами режима резания являются скорость, подача и глубина резания. При фрезеровании различают два основных движения: вращение фрезы вокруг своей оси — главное движение и перемещение за­готовки относительно фрезы — движение подачи. Скорость враще­ния фрезы называют скоростью резания, а скорость перемещения детали — подачей.

Скорость резания при фрезеровании — это длина пути (м), которую проходит за одну минуту наиболее удаленная от оси вра­щения точка главной режущей кромки.

Скорость резания легко определить, зная диаметр фрезы и часто­ту ее вращения (число оборотов в минуту). За один оборот фрезы режущая кромка зуба пройдет путь, равный длине окружности, имеющей диаметр D :

l = nD ,

где l — путь режущей кромки за один оборот фрезы (мм); D — диаметр фрезы (мм).

Длина пути, пройденная кромкой зуба фрезы в единицу времени (мм):

L = ln = πDn ,

где п — частота вращения (об/мин).

Единица измерения диаметра фрезы — миллиметр, а скорость резания — метр в минуту, поэтому формулу для скорости резания v (м/мин) можно записать в виде

В производственных условиях часто требуется определить необ­ходимую частоту вращения фрезы п (об/мин) для получе­ния заданной скорости резания. Для этого используется формула

Подача при фрезеровании подразделяется на три составляющие: подача на зуб, на оборот и минутная подача. Подачей на зуб S_z (мм/мин) называют расстояние, на которое перемещается заготовка (или фреза) за время поворота фрезы на один шаг, т. е. на угол между двумя соседними зубьями. Подачей на оборот S _о (мм/мин) называют расстояние, на которое перемещается обрабатываемая деталь (или фреза) за время одного полного оборота фрезы:

где Z — число зубьев.

Минутной подачей S_M (мм/мин) называют расстояние, на которое перемещается заготовка (или фреза) в процессе резания за одну минуту:

Зная минутную подачу, легко подсчитать время, необходи­мое для фрезерования детали. Для этого достаточно разделить длину обработки, т.е. путь, который должна пройти заготовка по отношению к фрезе, на минутную подачу. Таким образом, по величине минутной подачи можно судить о производительности обработки.

Глубиной резания t (мм) называют расстояние между обраба­тываемой и обработанной поверхностями, измеренное перпенди­кулярно обработанной поверхности, или толщину слоя металла, снимаемого за один проход фрезы.

При наладке станка устанавливают глубину резания, подачу и скорость резания исходя из возможностей режущего инструмента способа фрезерования обрабатываемого материала и особенностей обработки. Чем большее количество металла в единицу времени фреза снимает с заготовки, тем выше будет производительность фрезерования. Естественно, что производительность фрезерова­ния при прочих равных условиях будет повышаться с увеличением глубины резания, подачи или скорости резания.

Шероховатость поверхности при фрезеровании. Говоря о ка­честве обработанной поверхности, обычно подразумевают шеро­ховатость поверхности, хотя это не совсем правильно. Качество поверхности характеризуется не только шероховатостью, но и ка­чеством (состоянием) поверхностного слоя. При обработке резани­ем изменяется не только микрогеометрия поверхности детали, но и структура поверхностного слоя, его механические свойства.

Под действием режущего инструмента обрабатываемый металл в тонком поверхностном слое получает наклеп, т. е. упрочнение. Де­формация поверхностного слоя происходит при высоких темпера­турах и давлениях. При скоростном резании металлов температура в зоне резания достигает 800. 1 000 °С и более. В результате силь­ной пластической деформации и нагрева до высокой температуры структура и свойства поверхностного слоя металла могут резко отличаться от основного металла.

Глубина поверхностного слоя с измененными свойствами и его состояние зависят от свойств и структуры обрабатываемого ме­талла, вида обработки, геометрии режущего инструмента, режима резания и других причин. При обдирочной обработке глубина на­клепанного слоя может превышать 0,5 мм, а при чистовой обработке снижается до 0,1 мм.

Качество поверхностного слоя контролируется в заводских и ис­следовательских лабораториях. В цеховых условиях обычно ограни­чиваются измерением шероховатости обработанной поверхности.

На рис. 11.5 приведены схемы образования профиля поверх­ности при фрезеровании. На всех схемах глубина фрезерования и подача на один зуб одинаковы. Сравним, какой профиль поверхности при этом получается, и посмотрим, от каких факторов зависит высота неровностей на обработанной поверхности.

Рис. 11.5. Схемы образования профиля поверхности при фрезеровании:

а — торцовой фрезой с острой вершиной зубьев (не закругленной); б — торцовой фрезой с закругленной вершиной; в — цилиндрической фрезой

На высоту неровностей влияет радиус закругления вершины зуба торцовой фрезы (или радиус цилиндрической фрезы), а также подача. В треугольнике АБВ (рис. 11.5, а) высота БД равна выступу h_a . При уменьшении подачи S_z основание треугольника АВ и высо­та БД будут меньше. Для торцовой (рис. 11.5, б) и цилиндрической (рис. 11.5, в) фрез высота неровностей тоже зависит от подачи и уменьшается с ее уменьшением.

Для фрез с закругленными зубьями и цилиндрических фрез вы­соту неровностей можно определить по формуле

где R — радиус закругления вершины зубо-торцовой фрезы или радиус цилиндрической фрезы (мм).

По схеме (см. рис. 11.5, а) можно судить и о влиянии на вы­соту неровностей углов зуба в плане. При уменьшении вспомо­гательного утла в треугольнике АБВ без изменения подачи S вы­сота неровностей h_a = БД будет уменьшаться. То же самое будет и при уменьшении угла φ. Для закругленных зубьев углы в плане не влияют на высоту неровностей, если неровности образуются криволинейным участком режущей кромки. В этом случае высота неровностей зависит только от радиуса закругления вершины зуба фрезы R и величины подачи S_z . Уменьшение глубины резания от l до l ₁ (см. рис. 11.5, а) на высоту неровностей не влияет.

Таблица 11.2. Шероховатость поверхности при фрезерной обработке

Методы обработки						Параметры шероховатости
						Rz, мкм			Ra, мкм
						80	40	20	2,5	1,25	0,63	0,32	0,16
Цилиндрическое фрезерование				Черновое
				Чистовое
				Тонкое
Торцевое фрезерование				Черновое
				Чистовое
				Тонкое

Можно сделать вывод, что для уменьшения шероховатости об­работанной поверхности следует уменьшать подачу, углы в плане, увеличивать радиус закругления вершины зуба фрезы или радиус (диаметр) цилиндрической фрезы. Если довести вспомогательный угол в плане до нуля, можно получить совершенно ровную поверх­ность. Для других случаев можно подсчитать величину неровностей в зависимости от S_Z , φ, φ₁ и R .

При черновой и чистовой фрезерной обработке обеспечиваются характеристики шероховатости обработанной поверхности в соот­ветствии с табл. 11.2.

Выбор режима обработки на станках с ЧПУ

При назначении режимов обработки резанием на определенную операцию учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования, прежде всего его жесткость.

Элементы режима обработки резанием следующие:

глубина резания t: при черновой обработке назначают по возможности максимальную t, равную большей части припуска, при чистовой обработке — в зависимости от требуемых точности размеров и шероховатости обработанной поверхности;

подача S: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности узлов станка и технологической оснастки, мощности привода станка, прочности режущей части инструмента и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке — в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности;

скорость резания ʊ, которую рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки.

Точение. Глубина резания зависит от припуска на обработку; следует стремиться производить обработку за одни рабочий ход или сокращать число рабочих ходов. Суммарный припуск распределяется следующим образом: 60 % на черновую обработку и 40 % — на чистовую или 45 % на черновую обработку, 35 % — на получистовую и 20 % на чистовую. При параметре шероховатости обработанной поверхности Ra = 3,2 мкм включительно t = 0,5. 2,0 мм, при Ra > 0,8 мкм t = 0,1. 0,4 мм.

При черновом точении подача принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости и прочности режущей пластины и державки. Рекомендуемые подачи при черновом наружном точении в черновом растачивании приведены в табл. 4.21 и 4.22.

Подачи при чистовом точении выбирают в зависимости от требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности и радиуса при вершине резца (приведен в табл. 4.23, 4.24), типовые режимы резания приведены в табл. 4.25.

При наружном продольном и поперечном точении и растачивании скорость резания рассчитывают по эмпирической формуле ʊ - коэффициент который определяют в зависимости от свойств обраба­тываемого материала; Т — период стойкости инструмента; х, у — показатели степени, опреде­ляющие влияние на силу резания соответствен­но глубины резания и подачи на допустимую скорость резания; k _ʊ — произведение коэффи­циентов, учитывающих влияние прочности и вида заготовки k_{m ʊ}, k _3ʊ, угла в плане φ и мате­риала инструмента k_{φ ʊ} и k_{u ʊ}.

Существенное влияние на силу резания ока­зывают марки твердого сплава. Если принять, что для сплава ВК6 k_{u ʊ}= 1, то для сплава ВК2 k_{u ʊ}= 1,2, для ВКЗ 1,15, для ВК8 k_{u ʊ} = 0,83.

4.21. Значения подачи при черновом наружном точении быстрорежущей стали резцами с пластинами из твердого сплава

1. Меньшие значения подач соответствуют меньшим размерам державки резца и более прочным обрабатываемым материалом.

2. При обработке жаропрочных сталей и сплавов подачи свыше 1 м/об не применять.

3. При обработке прерывистых поверхностей и при работах с ударами табличные значения подач следует умножить на коэффициент 0,75 — 0,85.

4. При обработке закаленных сталей табличные значения подач следует умножить на коэффициент 0,8 для стали с HRC _э44—56 и на 0,5 для стали с HRC _э57—62.

4.22. Значения подачи при черновом растачивании на токарных, токарно-револьверных станках резцами из быстрорежущей стали из твердого сплава

Примечание. Большие значения подач рекомендуются для меньшей глубины резания при обработке менее прочных материалов, меньшие – для большей глубины и более прочных материалов.

4.23. Значения коэффициента С_ʊ и показателей степени в формулах скорости резания при обработке резцами

Обработка конструкционной углеродистой стали, σ_в = 750 Мпа

*Без охлаждения. **С охлаждением.

4.24. Значения подачи при радиусе r при вершине инструмента

Примечание. Подачи даны для обработки сталей с σ _в = 700. 900 МПа и чугунов; для сталей с σ _в = 500. 700 МПа значения подач следует умножить на коэффициент 0,45, для сталей с σ _в= 900. 1100 МПа значения подач умножать на коэффициент k = 1,25.

4.25. Режимы резания при наружном продольном точении и отрезке деталей из закаленной стали резцами с пластинами из твердого сплава

Примечание. В зависимости от глубины резания табличное значение скорости резания умножают на поправочный коэффициент: 1,15 при t = 0,4...0,9 мм; 1,0 при t = 1. 2 мм и 0,91 при t = 2. 3 мм.

Для сплавов группы ТК эти данные следующие: для Т5К10 k _иʊ = 0,65, для Т5К6 k _иʊ = 1,0, для Т30К4 k _иʊ= 1,4, для Т60К6 k _иʊ = l ,91.

Сила резания обычно раскладывается на три составляющие, направленные по осям коорди­нат станка: тангенциальную Ft, радиальную F_r и осевую F_a

При наружном продольном точении, растачи­вании, отрезании и фасонном точении эти со­ставляющие (Н) рассчитывают по формуле

При отрезании, прорезании и фасонном точе­нии t — длина лезвия отрезного и фасонного резца.

Постоянная С_р и показатели степени х, у, п выбирают для конкретных условий обработки (табл. 4.26).

4.26. Значения коэффициентов и показателей степеней

Сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание определяются следующими ре­жимами.

При сверлении t =0,5 D при рассверливании t = 0,5( D — d ), где D — диаметр отверстия, d — диаметр заготовки.

При сверлении отверстий S (мм/об) равна перемещению инструмента или заготовки в на­правлении оси вращения за один оборот. При рассверливании отверстий подача, рекоменду­емая для сверления, может быть увеличена до 2 раз.

Типовые режимы обработки даны в табл. 4.27 и 4.30.

Ниже приведены значения коэффициента k_{m ʊ} в зависимости от механических характеристик обрабатываемой стали σ_в для резцов с пластина­ми твердого сплава:

Значение k _зʊ при обработке горячекатаного проката резцами с твердосплавными пластина­ми принято за единицу; при обработке холодно­тянутого проката k _зʊ=1,1, поковок с окалиной и наклепом k _зʊ = 0,95, без них — 0,95. При об­работке отливок без корки k _зʊ = 0,97, с коркой k _зʊ= 0,7.

Поправочный коэффициент k _зʊ на угол в пла­не инструмента при точении твердосплавными резцами при обработке сталей при φ = 45 k_{φ ʊ} = 1,0. При меньших углах ( φ = 30°) k_{φ ʊ}=1,13, при больших ( φ = 60°) k_{φ ʊ} =0,9,при φ=75° k_{φ ʊ} = 0,26, при φ = 90° k_{φ ʊ} = 0,81.

2.27. Значения подачи, мм/об, при сверлении стали, чугуна, медных и алюминиевых сплавов сверлами из быстрорежущей стали

Значения коэффициентов С_ʊ, q , у, т

4.29. Значения коэффициента C _ʊ и показателей степени при рассверливании, зенкеровании и развертывании конструкционной углеродистой стали с σ_в = 750 МПа

4.30. Значения подачи, мм/об, при обработке отверстий зенкерами из быстрорежущей стали и твердого сплава

Примечание. Поведенные значения подачи применять для обработки отверстий с до­пуском не выше 12-го квалитета. Для достижения более высокой точности (9— 11-й квалитеты), а также при подготовке отверстий под последующую обработку разверткой или под нарезание резьбы метчиком вводить поправочный коэффициент на значения подачи k_os = 0,7.

Скорость резания, м/мин, при сверлении

Значения коэффициентов C_s и показателей степени приведены в табл. 4.28—4.30, коэффи­циентов k _ʊ, k _{ʊ T} , k_is , k_{l ʊ} в табл. 4.31—4.33. Режи­мы резания при сверлении приведены в табл. 4.34.

Мощность резания, кВт, определяют по фор­муле N = M _кр n /9750 , где частота вращения инструмента или заготовки, мин -1 п = 1000/( πD ).

Фрезерование осуществляют лезвийным ин­струментом на следующих режимах.

Глубина резания t при цилиндрическом фре­зеровании зависит от припуска, а также от жесткости и мощности станка.

Движение подачи определяется параметра­ми: S_z — подача на зуб фрезы, мм/зуб, харак­теризует величину нагрузки на каждый зуб фре­зы в процессе резания; S_o , S_z , z —подача на оборот фрезы, мм/об, и ʊ _s = S ₀ n = S_zz — скорость движения подачи, мм/мии; от нее зависят основное технологическое время и производи­тельность обработки.

4.31. Значения периода стойкости Т, мин, принятые при расчете режимов резания спиральными сверлами из быстрорежущей стали Р18

4.32. Значения поправочного коэффициента скорости резания k_T в зависимости от принятых периодов стойкости при сверлении спиральными сверлами из быстрорежущей стали Р18

4.33. Значения поправочных коэффициентов kl_s и kl _ʊ в зависимости от глубины отверстия стали и чугуна спиральными сверлами из быстрорежущей стали Р18

4.34. Режимы резания при сверлении конструкционных углеродистых и легированных сталей сверлами, оснащенными твердым сплавом ВК8

Решающим фактором при выборе подачи яв­ляется прочность режущей кромки; она харак­теризуется наибольшей подачей на зуб S_zmax Значение подачи при обработке обычных конст­рукционных сталей находят исходя из макси­мальных толщин срезаемого слоя а: а_тах ~ «0,30. 0,35 мм для фрез из быстрорежущей стали и а _{m ах} = 0,25 мм для фрез, оснащенных твердым сплавом.

Значение S_zmax зависит от допустимого износа по задней поверхности h ₃, а также от скорости резания v : чем меньше h ₃ и ʊ, тем больше наи­большая допустимая подача режущей кромки. S_zmax также зависит от схемы расположения заготовки относительно фрезы: при расположе­нии заготовок, которому соответствует начало врезания зуба с наименьшей толщины срезае­мого слоя, S_zmax вдвое больше, чем при сим­метричном фрезеровании.

Скорость резания при

фрезеровании выбирают исходя из допустимого износа фрез при принятой

экономически целесообразной стойко­сти по формуле

Значения коэффициента C _ʊ и показателей степеней для торцового фрезерования корро­зионно-стойкой стали Х18Н9Т ( σ _в = 141 МПа) фрезами, оснащенными твердым сплавом ВК8, приведены в табл. 4.35, значения скорости ре­зания — в табл. 4.36.

4.35. Значения коэффициентов С ʊ, х ʊ, у ʊ, z ʊ, r ʊ, q ʊ.

4.36. Значения скорости резания ʊ, м/мин, при фрезеровании конструкционных углеродистых, хромистых и хромоникелевых сталей торцовыми фрезами с пластинами из твердого сплава Т15К6

Значения периодов стойкости Т (мин) торцо­вых фрез с пластинами из твердого сплава Т15К6 при фрезеровании стали, принятые при расчете режимов резания, в зависимости от диаметра обработки D следующие:

Скорость резания зависит также от вида заготовки: если при обработке проката принять ее равной 1,0, то при обработке поковок она равна 0,9, при обработке отливок — 0,8.

Главная составляющая силы резания при фрезеровании — окружная сила (Н).

где z — число зубьев фрезы; n — частота вра­щения фрезы, мин -1 .

Значения С_р , х, у, и, q приведены в табл. 4.37.

Крутящий момент, Н*м, иа шпинделе M _кр= F_tD /(2-100), где D — диаметр фрезы, мм.

Мощность резания, кВт, N_e — F_t ʊ/(1020 • 60).

Резьбонарезание осуществляется по неслож­ным кинетическим схемам [4]. При нарезании резьбы резцами различают продольное D_{s п p} и поперечное D _{s поп} движения подачи. Последнее определяет глубину резания t , равную высоте резьбового профиля, при нарезании резьбы за один рабочий ход или части высоты профиля, соответствующей числу рабочих ходов, необхо­димых для образования резьбы. Если шаг резь­бы P 2,5 мм, движение подачи D_{S р} имеет радиальное направление S_p , и образование резьбы происходит по профильной схеме (рис. 4.25, а). Если шаг резьбы Р > 2,5 мм, черновые ходы выполняют по генераторной схеме с попереч­ным движением подачи, параллельной боковой стороне резьбового профиля, оставляя припуск l на чистовые рабочие ходы инструмента, вы­полняемые по профильной схеме резания (табл. 4.38).

Скорость резания, м/мин, при нарезании кре­пежной резьбы резцами с пластинами из твердого сплава где i_x –число рабочих ходов.

Скорость резания, м/мин, при нарезании метрической резьбы метчиками, круглыми плашками и резьбовыми головками

Значения C _ʊ, х, у, m даны в табл. 4.39. Тангенциальная составляющая (Н) силы ре­зания при нарезании резьбы резцами

Крутящий момент (Н-м) при нарезании резь­бы метчиками, резьбовыми головками.

4.37. Значения коэффициента С_р и показателей степени при обработке конструкционной углеродистой стали с σ_в = 750 МПа

Значения подачи S_z на один зуб гребенчатой фрезы

4.39. Значения коэффициентов и. показателей степени в формулах для определения скорости резания для резьбовых инструментов при обработке конструкционной углеродистой стали с σ _В = 75О МПа

Примечание. Нарезание резьбы производится с применением СОЖ, рекомендованных для данного вида обработки.

4.40. Значения коэффициентов и показателей степени при нарезании резьбы в стали конструкционной углеродистой ( σ _в=750 МПа)

М_кр = 10 C_MD q F , где Р—шаг резьбы, мм; i — число рабочих ходов; D — номинальный диа­метр резьбы, мм.

Коэффициент k_p учитывает качество обраба­тываемого материала.

Значения С_р , С , у и q приведены в табл. 4.40.

Мощность, кВт, при нарезании резьбы: рез­цами Р = F_t ʊ/(1020-60), при нарезании метчи­ками, плашками и резьбовыми головками Р = Мп/975, где п= 1000ʊ/( πD ).

Протягивание осуществляется при продоль­ном движении многозубого инструмента. Элементами резания при протягивании являются периметр обрабатываемой поверхности — наи­большая суммарная длина лезвий всех одно­временно режущих зубьев (мм), подача на одни зуб S_z (мм/зуб) и скорость резания ʊ.

Периметр обрабатываемой поверхности сос­тавляет B_Zi / z_c . Здесь В —длина обрабатывае­мого контура заготовки; Z ₁— l / t — наибольшее число одновременно режущих зубьев, где l — длина обрабатываемой поверхности, мм; t — шаг режущих зубьев; z _с — число зубьев в сек­ции протяжки при прогрессивной схеме ре­зания. Вычисленное значение z ₁ округляют до ближайшего целого числа.

4.41. Параметры режима резания при шлифовании

*В — ширина круга, мм.

4.42. Значения коэффициента С _n и показателей степени r , х, у, q

Обозначения: СЗН — сталь закаленная и незакаленная; СЗ — сталь закаленная; СН — сталь незакаленная.

Шлифование осуществляется абразивным инструментом. Основными элементами резания при шлифовании являются: линейная скорость или скорость поступательного движения заго­товки ʊ_з, (м/мин), толщина снимаемого слоя t (мм), продольная подача S _{п p} . Она измеряется в направлении его оси в мм на один оборот за­готовки при круглом шлифовании или в мм на каждый ход стола при плоском шлифовании периферией круга.

Режимы резания при различных видах шли­фования конструкционных и инструментальных сталей приведены в табл. 4.41.

Эффективная мощность (кВт) при шлифова­нии периферией круга с продольной подачей Р = С _N ʊ r ₃ t x S y d q , при шлифовании торцом круга P = C_N ʊ r t x b r , где С _N — коэффициент, завися­щий от вида шлифования и диаметра шлифуе­мой поверхности; d — диаметр шлифования, мм; Ь — ширина шлифуемой поверхности, мм, рав­ная длине шлифуемого участка заготовки при круглом шлифовании и поперечному размеру поверхности заготовки при шлифовании торцом круга.

Значения параметров С_N r , х, у, q приведе­ны в табл. 4.42.

Расчёт режимов резания при фрезеровании

Возможно, вы уже задавались вопросом расчёта режимов резания, но при этом продолжали ломать фрезы и не понимать, что происходит? Почему так? Почему, например, вы уменьшаете подачу, а фреза всё равно работает в неправильном режиме? Звенит, издает нехарактерный звук и, как результат, быстро тупится и ломается. В этой статье вы найдете ответы на интересующие вас вопросы:

Сразу оговорюсь, что в начале статьи будет некоторая вводная информация, предназначенная для общего понимания. Рекомендую читать все по порядку, чтобы не только пользоваться методикой расчёта режимов резания, но и понимать, что откуда берется, и почему именно так. Данная статья в первую очередь рассказывает о расчёте режимов резания для ЧПУ станков, так как на них нет возможности «пощупать» усилие в процессе работы, как это делают на универсальных станках. На ЧПУ оборудовании нужно изначально назначать правильный режим, и только потом вносить небольшие коррективы в пределах ±20%.

Режимы резания из каталогов.

Мы часто слышим вопрос от наших клиентов: «Какие обороты и подачу поставить на ту или иную фрезу?» Можно ответить кратко: «Посмотрите по каталогу производителя!» Но к сожалению, это не является правильной рекомендацией по нескольким причинам:

1. Продавец зачастую завышает режимы резания на свою продукцию на 20-40%, чтобы иметь конкурентное преимущество перед другими поставщиками.
2. Продавец в большинстве случаев не имеет практического опыта работы с режущим инструментом и различными материалами.
3. И самое главное – когда вы соберетесь фрезеровать, каталога под рукой не окажется, а интернет предательским образом отключится!

На что тогда полагаться? На методику расчёта режимов резания, которую мы для вас подготовили! Она является результатом личного опыта работы на фрезерных ЧПУ станках с различными материалами. Возможно, что полученные режимы будут не самыми выигрышными в плане времени обработки, но они точно сохранят ваш инструмент и позволят работать в безопасном для него режиме, что наиболее важно для начинающих операторов ЧПУ!

Параметры режимов резания.

Как видно из рисунка, в режимы резания для фрезы входит 3 параметра:

• S – обороты (частота вращения шпинделя)
• F – подача (скорость, с которой движется инструмент)
• P – величина съема (слой материала, срезаемый фрезой)

Это именно та последовательность, с которой мы производим расчёт режимов резания для фрезы – далее будем её придерживаться. Данные буквенные обозначения используются в том числе и в самой программе на ЧПУ станок. Например, чтобы включить шпиндель на 1500 об/мин по часовой стрелке, мы записываем в программу «S1500 M3». Или, чтобы сделать проход вправо на 50 мм с подачей 300 мм/мин, мы пишем в программе «G1 X50 F300».

Внешний вид инструмента.

Дадим краткую характеристику фрез по внешнему виду, которую следует учитывать при расчёте режимов резания. Рассмотрим три примера:

Данная фреза имеет острые режущие кромки, большой угол завивки винтовой канавки, она 2-х зубая и не имеет покрытия. Все эти факторы свидетельствуют о том, что перед нами инструмент, идеально подходящий для фрезерования цветных металлов, а также вязких материалов (меди, пластиков), которые подвержены сильному нагреву и оплавлению в процессе резания. Такая фреза хорошо подходит для чистовых обработок с небольшими усилиями резания, но не подходит для сталей и черновых обдирок заготовок с большими съёмами.

Данные фрезы имеют более тупые углы заточки режущих кромок, они 4-х зубые (более жесткие) и имеют слой покрытия, уменьшающего трение и увеличивающего твёрдость поверхностного слоя. Всё это свидетельствует о том, что этот инструмент идеально подходит для обработки сталей, они достаточно прочные для работы с большими подачами, подходят в том числе и для черновых обдирок, при этом позволяют достичь хорошей чистоты поверхности.

На этом рисунке мы видим составную фрезу, состоящую из корпуса и твердосплавных пластинок. Как правило, такие фрезы имеют диаметр от 20 мм и более, так как цельный твердосплавный инструмент такого размера становится экономически не выгодным. Предназначение и поведение данных фрез зависит от установленных на них пластинок. Если пластинки без покрытия (блестящие) и имеют остро заточенные режущие кромки, значит, они предназначены для обработки цветных металлов. Если пластинки имеют покрытие и на ощупь кажутся тупыми, то они предназначены для сталей. По опыту использования, покрытие «золотистого» цвета хорошо подходит под нержавеющие стали, а покрытие черного цвета - под обычные конструкционные стали. Фрезы с твердосплавными пластинками «любят» большие подачи.

Вывод: не обязательно заглядывать в каталог или на сайт производителя режущего инструмента и искать у них калькулятор расчёта режимов резания – учитесь идентифицировать фрезы по их внешнему виду. Разновидностей не так много.

Особенности работы с различными материалами.

Здесь мы не будем вдаваться в подробности, а просто дадим список распространённых материалов и опишем особенности работы с ними. Список составлен по принципу от легкообрабатываемых (некапризных) материалов к более сложным.

• Пластики (модулан, капролон, фторопласт) – наиболее легкообрабатываемые материалы. Можно обрабатывать как на высоких, так и на низких оборотах, как с высокими, так и с низкими подачами. На инструмент действуют небольшие силы резания, можно давать большое заглубление. Обращать внимание нужно только на оплавление материала и в случае нагрева снижать обороты.
• Цветные металлы (дюраль, латунь, бронза) – также очень легко обрабатываемые материалы. Обрабатываются на высоких скоростях, стружка сходит легко, не перегреваются, на инструмент действуют небольшие силы резания. Можно обрабатывать без СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость). Режимы резания можно корректировать в большом диапазоне без боязни повредить инструмент.
• Медь, алюминий (мягкие алюминиевые сплавы типа АМГ) – всё то же самое, что и для цветных металлов, но с одной особенностью. В случае превышения скорости происходит резкий нагрев и оплавление материала, что моментально забивает фрезу – она перестаёт резать и сразу ломается. Для предотвращения этого явления нужно применять СОЖ.
• Конструкционные стали – для них обязательно применение фрез именно под стали с 3/4-мя зубьями и желательно с покрытием. Обработка ведется легко, если станок имеет достаточную жёсткость. Для сталей не стоит применять большие обороты, а также не стоит сильно снижать подачу, так как в этом случае фреза не режет материал, а «зализывает», что приводит к нагреву и ухудшению качества обрабатываемой поверхности. Величина снимаемого материала одним зубом (подача на зуб фрезы) должна быть достаточной.
• Нержавеющая сталь, титановые сплавы – наиболее капризные материалы в обработке. Требуют применения специального инструмента, подходящего для обработки этих материалов. Не «любят» большие обороты и подачу, требуют интенсивного охлаждения СОЖ. Не стоит усердствовать с глубиной врезания и снимать более чем 1/3 от диаметра фрезы.

Методика расчётов режимов резания при фрезеровании.

1. Определяемся с первым параметром – оборотами фрезы (S).

Обороты рассчитываются исходя из оптимальной скорости резания для того или иного материала. Скорость резания – это не обороты! Это скорость, с которой режущая кромка движется относительно материала в метрах в минуту. Скорость резания – это отправная величина для расчёта, но не конечное знание оборотов, которое нам нужно. Условно разделим материалы на цветные металлы и стали, а фрезы на монолитные и с пластинками. Привожу рекомендуемые (подобранные опытным путем) скорости резания.

Монолитные:

С пластинками:

Формула расчёта скорости резания выглядит так:

Но нас всё-таки интересуют обороты, поэтому выразим S и получим формулу расчёта оборотов шпинделя:

• S – обороты шпинделя (об/мин)
• V – скорость резания (м/мин)
• D – диаметр фрезы (мм)

Точности тут не требуется, полученные обороты можно округлять в любую сторону. Также стоит оговориться, что если Ваш станок не выдает высокие обороты, то не стоит беспокоиться – ставьте те, которые выдает, и работайте. Просто это будет немного медленнее, чем могло бы быть, так как подача будет напрямую зависеть от оборотов – чем меньше обороты, тем меньше будет подача.

Исходя из этих параметров, можно составить таблицу с рекомендациями оборотов для наиболее распространённых диаметров фрез.

2. Определяемся со вторым параметром – подачей (F).

В первую очередь это актуально для концевых монолитных фрез, так как они наиболее подвержены поломке в случае завышения или занижения скорости подачи. Для фрез с твердосплавными пластинками подачу можно брать исходя из расчёта 0.1-0.2 мм на зуб. При этом подача 0.1 мм на зуб будет идеальна для инструмента небольшого диаметра (20-30 мм), а 0.2 мм стоит применять только для более крупных фрез (от 40 мм в диаметре и более).

Для определения скорости подачи воспользуемся простой формулой:

F = D * k * N * S

Поясняю:

Умножая диаметр инструмента на коэффициент k, мы получаем допустимую подачу на один зуб фрезы. Например, возьмем инструмент диаметром 8 мм – у нас получится 8*0.007 = 0.056 мм/зуб. Если один зуб фрезы будет снимать меньше, то может произойти «зализывание» материала, нагрев и поломка. Если на один зуб будет приходиться больше, то возможна поломка фрезы из-за значительного увеличения сил резания. Далее, подачу на один зуб фрезы мы умножаем на количество зубьев (например, 3 зуба), получаем: 0.056*3 = 0.168 мм/об. Это тот путь фрезы, который она будет проходить за один оборот. Нам остаётся только умножить это значение на ранее выбранные исходя из обрабатываемого материала обороты, и готово! 0.168*5600 = 940 мм/мин.

Таким образом, для обработки цветных металлов 3-х зубой фрезой диаметром 8 мм нам необходимо поставить на нее 5600 об/мин и подачу около 900 мм/мин. Вот и весь расчёт!

3. Определяемся с третьим параметром – величиной съёма (P).

Или, другими словами, глубиной фрезерования. Тут всё просто, достаточно придерживаться правила: 1/3 от диаметра инструмента. Например, для фрезы диаметром 6 мм мы выберем величину съёма 2 мм, а для инструмента диаметром 12 мм допустимая глубина фрезерования составит уже 4 мм.

Но есть и нюансы:

• Если вы работаете только краем фрезы, то глубину фрезерования можно значительно увеличивать. Например, при использовании новомодного высокоскоростного фрезерования инструмент входит в материал на всю глубину режущей кромки, при этом величина перекрытия составляет всего около 5%.
• Если вы работаете с труднообрабатываемыми материалами, то правило 1/3 от диаметра может быть губительным для инструмента, возможно величину съёма придется значительно уменьшить.
• Если у вас скоростной шпиндель и нет возможности поставить на инструмент малые (расчётные) обороты, то ставьте больше, которые станок в состоянии выдать. Но при этом значительно уменьшайте глубину резания – это убережет фрезу от поломки, а шпиндель от перегрузки.
• Если у вас недостаточно жёсткий станок, то забудьте про большие съёмы по глубине в принципе. Самым оптимальным будет съём по 0.5-1 мм при рабочем диаметре фрезы не более 6 мм.

Заключение:

Для расчёта режимов резания при фрезеровании действуйте следующим образом:

Читайте также:

  
• Металл после пескоструя серый почему
  
• Антикоррозийная краска по металлу для авто в баллончиках
  
• Тонкий смартфон с металлическим корпусом
  
• Куда сдают металл скупщики
  
• Металлические материалы способные сопротивляться разрушению в агрессивных средах называются