„Принципи за избор на три елемента при рязане с CNC машини“.
При обработката на метали с рязане, правилният избор на трите елемента на рязане с CNC машини - скорост на рязане, скорост на подаване и дълбочина на рязане - е от решаващо значение. Това е едно от основните съдържания на курса по принципи на рязане на метали. Следва подробно описание на принципите за избор на тези три елемента.
I. Скорост на рязане
Скоростта на рязане, т.е. линейната скорост или периферната скорост (V, метри/минута), е един от важните параметри при рязането с CNC машини. За да се избере подходяща скорост на рязане, първо трябва да се вземат предвид множество фактори.
Скоростта на рязане, т.е. линейната скорост или периферната скорост (V, метри/минута), е един от важните параметри при рязането с CNC машини. За да се избере подходяща скорост на рязане, първо трябва да се вземат предвид множество фактори.
Материали за инструменти
Карбид: Поради високата си твърдост и добра топлоустойчивост, може да се постигне относително висока скорост на рязане. Обикновено тя може да бъде над 100 метра/минута. При закупуване на пластини обикновено се предоставят технически параметри, за да се изясни диапазонът от линейни скорости, които могат да бъдат избрани при обработка на различни материали.
Високоскоростна стомана: В сравнение с карбида, производителността на високоскоростната стомана е малко по-ниска, а скоростта на рязане може да бъде сравнително ниска. В повечето случаи скоростта на рязане на високоскоростната стомана не надвишава 70 метра/минута и обикновено е под 20-30 метра/минута.
Карбид: Поради високата си твърдост и добра топлоустойчивост, може да се постигне относително висока скорост на рязане. Обикновено тя може да бъде над 100 метра/минута. При закупуване на пластини обикновено се предоставят технически параметри, за да се изясни диапазонът от линейни скорости, които могат да бъдат избрани при обработка на различни материали.
Високоскоростна стомана: В сравнение с карбида, производителността на високоскоростната стомана е малко по-ниска, а скоростта на рязане може да бъде сравнително ниска. В повечето случаи скоростта на рязане на високоскоростната стомана не надвишава 70 метра/минута и обикновено е под 20-30 метра/минута.
Материали на детайлите
За материали на детайлите с висока твърдост, скоростта на рязане трябва да бъде ниска. Например, за закалена стомана, неръждаема стомана и др., за да се осигури живот на инструмента и качество на обработка, V трябва да се зададе по-ниска стойност.
За чугунени материали, при използване на карбидни инструменти, скоростта на рязане може да бъде 70 – 80 метра/минута.
Нисковъглеродната стомана има по-добра обработваемост, а скоростта на рязане може да бъде над 100 метра/минута.
Обработката с рязане на цветни метали е сравнително лесна и може да се избере по-висока скорост на рязане, обикновено между 100 и 200 метра/минута.
За материали на детайлите с висока твърдост, скоростта на рязане трябва да бъде ниска. Например, за закалена стомана, неръждаема стомана и др., за да се осигури живот на инструмента и качество на обработка, V трябва да се зададе по-ниска стойност.
За чугунени материали, при използване на карбидни инструменти, скоростта на рязане може да бъде 70 – 80 метра/минута.
Нисковъглеродната стомана има по-добра обработваемост, а скоростта на рязане може да бъде над 100 метра/минута.
Обработката с рязане на цветни метали е сравнително лесна и може да се избере по-висока скорост на рязане, обикновено между 100 и 200 метра/минута.
Условия за обработка
При груба обработка основната цел е бързото отстраняване на материалите, а изискването за качество на повърхността е сравнително ниско. Следователно скоростта на рязане се задава на по-ниска скорост. При чиста обработка, за да се получи добро качество на повърхността, скоростта на рязане трябва да се зададе на по-висока скорост.
Когато системата за твърдост на машинния инструмент, детайла и инструмента е лоша, скоростта на рязане също трябва да се настрои на по-ниска, за да се намалят вибрациите и деформацията.
Ако S, използвана в CNC програмата, е скоростта на шпиндела в минута, тогава S трябва да се изчисли според диаметъра на детайла и линейната скорост на рязане V: S (скорост на шпиндела в минута) = V (линейна скорост на рязане) × 1000 / (3,1416 × диаметър на детайла). Ако CNC програмата използва постоянна линейна скорост, тогава S може директно да използва линейната скорост на рязане V (метри/минута).
При груба обработка основната цел е бързото отстраняване на материалите, а изискването за качество на повърхността е сравнително ниско. Следователно скоростта на рязане се задава на по-ниска скорост. При чиста обработка, за да се получи добро качество на повърхността, скоростта на рязане трябва да се зададе на по-висока скорост.
Когато системата за твърдост на машинния инструмент, детайла и инструмента е лоша, скоростта на рязане също трябва да се настрои на по-ниска, за да се намалят вибрациите и деформацията.
Ако S, използвана в CNC програмата, е скоростта на шпиндела в минута, тогава S трябва да се изчисли според диаметъра на детайла и линейната скорост на рязане V: S (скорост на шпиндела в минута) = V (линейна скорост на рязане) × 1000 / (3,1416 × диаметър на детайла). Ако CNC програмата използва постоянна линейна скорост, тогава S може директно да използва линейната скорост на рязане V (метри/минута).
II. Скорост на подаване
Скоростта на подаване, известна още като скорост на подаване на инструмента (F), зависи главно от изискването за грапавост на повърхността на обработвания детайл.
Скоростта на подаване, известна още като скорост на подаване на инструмента (F), зависи главно от изискването за грапавост на повърхността на обработвания детайл.
Финишна обработка
По време на финишна обработка, поради високите изисквания за качество на повърхността, скоростта на подаване трябва да бъде малка, обикновено 0,06 – 0,12 мм/оборот на шпиндела. Това може да осигури гладка обработена повърхност и да намали грапавостта ѝ.
По време на финишна обработка, поради високите изисквания за качество на повърхността, скоростта на подаване трябва да бъде малка, обикновено 0,06 – 0,12 мм/оборот на шпиндела. Това може да осигури гладка обработена повърхност и да намали грапавостта ѝ.
Груба обработка
По време на груба обработка основната задача е бързото отстраняване на голямо количество материал, а скоростта на подаване може да бъде зададена по-голяма. Размерът на скоростта на подаване зависи главно от здравината на инструмента и обикновено може да бъде над 0,3.
Когато основният ъгъл на заостряне на инструмента е голям, здравината на инструмента ще се влоши и в този момент скоростта на подаване не може да бъде твърде голяма.
Освен това, трябва да се вземат предвид и мощността на машинния инструмент, както и твърдостта на детайла и инструмента. Ако мощността на машинния инструмент е недостатъчна или твърдостта на детайла и инструмента е ниска, скоростта на подаване също трябва да се намали съответно.
CNC програмата използва две единици за скорост на подаване: мм/минута и мм/оборот на шпиндела. Ако се използва единицата мм/минута, тя може да се преобразува по формулата: подаване в минута = подаване на оборот × скорост на шпиндела в минута.
По време на груба обработка основната задача е бързото отстраняване на голямо количество материал, а скоростта на подаване може да бъде зададена по-голяма. Размерът на скоростта на подаване зависи главно от здравината на инструмента и обикновено може да бъде над 0,3.
Когато основният ъгъл на заостряне на инструмента е голям, здравината на инструмента ще се влоши и в този момент скоростта на подаване не може да бъде твърде голяма.
Освен това, трябва да се вземат предвид и мощността на машинния инструмент, както и твърдостта на детайла и инструмента. Ако мощността на машинния инструмент е недостатъчна или твърдостта на детайла и инструмента е ниска, скоростта на подаване също трябва да се намали съответно.
CNC програмата използва две единици за скорост на подаване: мм/минута и мм/оборот на шпиндела. Ако се използва единицата мм/минута, тя може да се преобразува по формулата: подаване в минута = подаване на оборот × скорост на шпиндела в минута.
III. Дълбочина на рязане
Дълбочината на рязане, т.е. дълбочината на рязане, има различни възможности за избор по време на чиста и груба обработка.
Дълбочината на рязане, т.е. дълбочината на рязане, има различни възможности за избор по време на чиста и груба обработка.
Финишна обработка
По време на чиста обработка, тя обикновено може да бъде под 0,5 (стойност на радиуса). По-малката дълбочина на рязане може да осигури качеството на обработваната повърхност и да намали грапавостта на повърхността и остатъчното напрежение.
По време на чиста обработка, тя обикновено може да бъде под 0,5 (стойност на радиуса). По-малката дълбочина на рязане може да осигури качеството на обработваната повърхност и да намали грапавостта на повърхността и остатъчното напрежение.
Груба обработка
При груба обработка, дълбочината на рязане трябва да се определя според състоянието на детайла, инструмента и машинния инструмент. За малък струг (с максимален диаметър на обработка по-малък от 400 мм), струговащ стомана № 45 в нормализирано състояние, дълбочината на рязане в радиална посока обикновено не надвишава 5 мм.
Трябва да се отбележи, че ако промяната на скоростта на шпиндела на струга използва обикновено регулиране на скоростта чрез честотно преобразуване, тогава когато скоростта на шпиндела в минута е много ниска (по-ниска от 100 – 200 оборота в минута), изходната мощност на двигателя ще бъде значително намалена. В този случай може да се постигне само много малка дълбочина на рязане и скорост на подаване.
При груба обработка, дълбочината на рязане трябва да се определя според състоянието на детайла, инструмента и машинния инструмент. За малък струг (с максимален диаметър на обработка по-малък от 400 мм), струговащ стомана № 45 в нормализирано състояние, дълбочината на рязане в радиална посока обикновено не надвишава 5 мм.
Трябва да се отбележи, че ако промяната на скоростта на шпиндела на струга използва обикновено регулиране на скоростта чрез честотно преобразуване, тогава когато скоростта на шпиндела в минута е много ниска (по-ниска от 100 – 200 оборота в минута), изходната мощност на двигателя ще бъде значително намалена. В този случай може да се постигне само много малка дълбочина на рязане и скорост на подаване.
В заключение, правилният избор на трите елемента за рязане с CNC машини изисква цялостно отчитане на множество фактори, като например материали на инструмента, материали на детайла и условия на обработка. При реална обработка трябва да се правят разумни корекции според специфичните ситуации, за да се постигнат целите за подобряване на ефективността на обработката, осигуряване на качество на обработката и удължаване на живота на инструмента. В същото време операторите трябва непрекъснато да натрупват опит и да са запознати с характеристиките на различните материали и технологии за обработка, за да могат по-добре да избират параметри на рязане и да подобрят производителността на обработката на CNC машините.