Розрахунок режимів різання - це найважливіший етап при виготовленні будь-якої деталі. Дуже важливо, щоб він був раціональним. Це обумовлюється тим, що для різних механічних операцій необхідно індивідуально підбирати швидкість різання, частоту обертання шпинделя, величину подачі, а також товщину знімається шару. Раціональний режим - це такий, під час якого витрати на виробництво будуть мінімальними, а якість отриманого виробу - максимально точною.
Основні принципи розрахунків
Для того щоб виготовити деталь з необхідними розмірами і класом точності, в першу чергу виконують її креслення і розписують маршрутну технологію. Крім того, дуже важливо вибрати правильну заготовку (поковка, штампування, прокат) і необхідний матеріал, з якого виготовлятиметься виріб. Вибір ріжучого інструменту - також досить важливе завдання. Для кожної окремої операції вибирається необхідний інструмент (різець, фреза, згорло, зенкер).
Крім цього, для кожного пункту, написаного в маршрутній технології, виконується окремий процес, навіть якщо він застосовується до однієї і тієї ж робочої поверхні. Наприклад, потрібно зробити отвір D = 80 мм і нарізати внутрішню метричну різьбу з кроком Р = 2 мм. Для кожної з операцій потрібно окремо підібрати такі значення, як глибина різання, швидкість різання, число обертів, а крім того, підібрати ріжучий інструмент.
Потрібна якість поверхні
Важливо враховувати також і вид обробки (чистова, чорнова та одержистова), адже вибір коефіцієнтів у розрахунках залежить від цих параметрів. Як правило, під час чорнової обробки швидкість різання набагато більша, ніж при чистовій. Це пояснюється так: чим краще якість оброблюваної поверхні, тим менше повинна бути її швидкість. Цікаво, що при точенні титанових сплавів величина шорсткості збільшується при високих показниках, так як в зоні обробки виникають сильні коливання, а ось на параметри Ra і Rz вона абсолютно не впливає.
Фактори, що впливають на швидкість різання при фрезеруванні та інших операціях
На вибір розрахунків впливає величезна кількість факторів. Всі вони відрізняються між собою залежно від виду обробки деталі. Наприклад, ви можете вибрати подачу вдвічі більше, ніж для згоріння, наприклад, для зсуву отворів. Крім того, цей показник при обробці без обмежувальних факторів вибирають максимально допустимим, відповідно до міцності використовуваного інструменту. При строганні і прорізанні пазів в основну формулу режиму різання додають коефіцієнт, який враховує ударне навантаження - Kv.
При нарізанні різьблення дуже важливо звертати увагу на вибір ріжучого інструменту, так як при використанні різця в упор необхідний ручний відвід, а значить, і швидкість повинна бути мінімальною.
Швидкість різання при фрезеруванні залежить від діаметра робочого інструмента (D) і ширини поверхні (В). Більше того, при обробці сталевих поверхонь торцевими фрезами обов'язково розташовувати заготівлю несиметрично щодо ріжучого інструменту. Якщо ж знехтувати цим правилом, то її стійкість може значно знизитися.
Це дуже важливий показник, який впливає на розрахунок швидкості різання. Він позначає період роботи ріжучого інструменту до моменту його затуплення. Період стійкості збільшують при багатовітрочній обробці.
Основні формули
Швидкість різання при будь-якій операції в першу чергу залежить від вибраного ріжучого інструмента, від матеріалу заготовки, від глибини і величини подачі. На її формулу впливає і спосіб механічної обробки. Визначити швидкість різання можна як табличним методом, так і за допомогою розрахунку. Так, при розточуванні, а також зовнішньому, поперечному і поздовжньому точенні використовують зазначену нижче формулу.
Чим даний розрахунок відрізняється від інших? При фасонному точенні, прорізанні та відрізанні глибина різання не враховується. Але в деяких випадках може також братися така величина, як ширина прорізу. Напрмер, при обробці валу шириною буде вважатися її діаметр, а при виточуванні канавки - її глибина. За рахунок того що при прорізанні виконати відведення різця досить важко, подачу вибирають не більше 0,2 мм/об, а швидкість різання - 10-30 мм/хв. Також можна виконати розрахунок за іншою формулою.
При звіренні, зенкеруванні, розгортанні і розгортанні дуже важливо правильно визначити швидкість різання і подачу. При занадто великих значеннях ріжучий інструмент може «згоріти» або ж зламатися. Для обчислень під час згоріння використовується формула, наведена нижче.
Швидкість різання при фрезеруванні залежить від діаметра фрези, кількості зубів і ширини оброблюваної поверхні. Вибирається глибина обумовлюється жорсткістю і потужністю верстата, а також припусками на бік. Значення стійкості фрези залежить від діаметру. Так, якщо D = 40-50 мм, то Т = 120 хв. А коли D знаходиться в діапазоні 55-125 мм, показник T дорівнює 180 хв. Швидкість різання при фрезеруванні має формулу, наведену на фото.
Позначення:
Cv - коефіцієнт, який залежить від механічних властивостей оброблюваної поверхні.
Т - стійкість ріжучого інструменту.
S - величина подачі.
t - глибина різання.
B - ширина фрезерування
z - число зубів фрези.
D - діаметр, який обробляється отвори (у деяких випадках ріжучого інструмента, наприклад, сверла)
m, x, y - показники ступенів (вибираються з таблиць), які визначаються для конкретних умов різання і, як правило, мають значення m = 0,2; х = 0,1; у = 0,4.
Kv - поправочний коефіцієнт. Він необхідний, оскільки обчислення проводяться за допомогою коефіцієнтів, взятих з таблиць. Його використання дозволяє отримати дійсне значення швидкості різання з урахуванням певних значень згаданих вище факторів.
Табличний і програмний спосіб
Оскільки виконання розрахунків - це досить трудомісткий процес, в спеціалізованій літературі і на різних інтернет-ресурсах існують спеціальні таблиці, в яких вже вказуються необхідні параметри. Крім того, існують програми, які самі виконують розрахунок режимів різання. Для цього вибирається необхідний вид механічної обробки і вводяться такі показники, як матеріал заготівлі та ріжучого інструменту, необхідні розміри, глибина, квалітети точності. Програма сама розраховує швидкість різання при точенні, подачу і частоту обертання.
