Režimy řezání při frézování: více informací na webových stránkách Promoil

Jaké parametry se používají ke stanovení řezných podmínek při frézování? V článku odhalujeme metody, vzorce, referenční tabulky.

Chcete-li dosáhnout stabilního, vysoce výkonného provozu frézky a chránit nástroj před předčasným opotřebením, musíte zvolit správný režim řezání. Pro různé druhy materiálů je nutné nastavit různé parametry zpracování, to znamená překonfigurovat rychlost posuvu, řeznou rychlost a rychlost otáčení obrobku obráběcího stroje.

V tomto článku si povíme o hlavních parametrech režimů zpracování frézování a metodice jejich stanovení.

Nedodržení řezných podmínek může vést k selhání nástroje.

Podstatou procesu frézování je odstranění vrchní vrstvy materiálu z obrobku pomocí řezné frézy. Nástroj se dotýká povrchu obrobku v přesně určených místech: tam, kde je potřeba udělat otvor, drážku apod. Při řezání materiálu vznikají třísky, které jsou odebírány z řezné zóny v určeném směru.

Během zpracování se fréza otáčí kolem své osy a pohybuje se dopředu. Kromě toho se nástroj pohybuje mezi různými pracovními body, posuvný pohyb je také prováděn obrobkem upevněným na stole stroje.

Na frézce můžete provádět hrubovací, hrubovací a dokončovací operace, v některých případech dokončovací operace, stejně jako opracování drážek, řezání zubů a závitů, ořezávání obrobků, vrtání otvorů a dokonce i gravírování. Pro každou operaci se volí potřebná fréza a určité prvky řezných režimů – rychlost, posuv a hloubka řezu.

Široká škála fréz umožňuje provádět různé typy operací.

• Režim frézování se vypočítává pomocí vzorců a vyhledávacích tabulek. Provozní režimy se dnes počítají programově pomocí speciálního softwaru (systémy CADCAM), což minimalizuje pravděpodobnost chyb.

Parametry řezného režimu pro frézování

Řezné parametry jsou souborem charakteristik, které je nutné nastavit pro zpracování obrobku v souladu s technologickou cestou konkrétním řezným nástrojem.

Hlavní řezné parametry jsou:

• řezná rychlost, m/min;
• posuv na zub, mm/zub;
• hloubka řezu, mm;
• doba frézování, min.

Mezi další parametry patří: šířka frézování, materiál obrobku, průměr frézy, počet břitů a další charakteristiky, které ovlivňují konečný výsledek frézování.

S přihlédnutím k těmto charakteristikám se při seřizování stroje volí optimální počet otáček vřetena a rychlost posuvu v mm/min.

Výpočet režimů zpracování

Rychlost řezání

Tento parametr udává délku dráhy, kterou urazí bod hlavního břitu, nejvzdálenější od osy otáčení, za jednotku času (obvykle za minutu).

Řezná rychlost závisí na průměru frézy a rychlosti jejího otáčení

Při výpočtu parametrů provozního režimu se délka cesty vypočítá podle vzorce:

π – konstanta rovna 3,14;

D_c – průměr frézy, mm;

n – rychlost otáčení, ot./min.

Průměr frézy se měří v mm a řezná rychlost se měří v m/min, takže vzorec pro její určení je:

Rychlost otáčení lze zvolit podle typu zpracovávaného materiálu. Existují speciální referenční tabulky.

Při práci doporučuji používat příručku technologa – strojního inženýra (A.G. Kosilova – Příručka technologa – strojního inženýra – 1. a 2. díl). Je k dispozici online. Zde najdete všechny korekční faktory pro co nejpřesnější výpočty.

Materiál

Frekvence otáčení, ot./min

Hliník a slitiny na jeho bázi

V praxi je často potřeba zpětného chodu, když je potřeba určit rychlost otáčení frézy. Je lepší to udělat ne pomocí tabulky, ale pomocí vzorce:

Krmivo na zub

Tento termín označuje vzdálenost, o kterou se obrobek/fréza posune, když se fréza otočí o jeden krok. Používá se také pojem „úhel mezi zuby“. Parametr se měří v mm/zub.

Obrázek jasně ukazuje směr posuvu stolu a posuv na zub

Vzorec pro výpočet posuvu na zub je:

V_f – rychlost posuvu stolu frézky;

Z_n – počet zubů frézy.

Podle toho pro výpočet posuvu stolu se známou hodnotou f_z použít vzorec:

Řezná rychlost a posuv na zub závisí na zpracovávaném materiálu, požadované hodnoty můžete zvolit pomocí referenčních tabulek.

Řezná rychlost, m/min

Řezná rychlost a posuv CNC obráběcího centra:

1: otáčky vřetena = 1000vc / πD

2. Maximální řezná rychlost univerzálního nástroje (VC): HSS 50 m/min; Super komplexní nástroj 150 m/min; Povlakovaný nástroj 250 m/min; Keramický diamantový nástroj 1000 m/min 3 Obrábění legované oceli s tvrdostí Brinella = 275-325 HSS nástroj vc = 18 m/min; Karbidový nástroj vc = 70 m/min (dosah = 3 mm; posuv f = 0,3 mm/ot.) CNC soustružení

Existují dvě metody pro výpočet otáček vřetena, jak je znázorněno v následujícím příkladu:

① Otáčky vřetena: jednou z nich je g97 S1000, což znamená, že vřeteno se otáčí rychlostí 1000 ot/min, tj. konstantní rychlostí. CNC obráběný díl

Za druhé, G96 S80 má konstantní lineární rychlost a povrch obrobku určuje rychlost vřetena.

Existují také dvě udržovací rychlosti, G94 F100, která označuje, že řezná vzdálenost za jednu minutu je 100 mm. Druhá je g95 F0.1, která označuje, že velikost posuvu nástroje je 0,1 mm na otáčku vřetena. Výběr řezných nástrojů a určení množství řezu v CNC obrábění je nedílnou součástí technologie CNC obrábění. Ovlivňuje nejen efektivitu CNC obrábění, ale také přímo ovlivňuje kvalitu obrábění.

S rozvojem technologie CAD/CAM se stalo možným přímé využití návrhových dat CAD v CNC obrábění, zejména pokud jsou mikropočítač a CNC stroj propojeny, což umožňuje provádět celý proces návrhu, plánování procesu a programování na počítači. Obecně není nutné vytvářet specifické procesní dokumenty.

V dnešní době mnoho softwarových balíků CAD/CAM nabízí funkce automatického programování. Tyto programy obvykle vyvolávají odpovídající problémy s plánováním procesů a přeprogramováním rozhraní, jako je výběr nástroje, plánování obráběcí dráhy, nastavení parametrů řezu atd. Programátor může automaticky generovat a přenášet NC programy do NC stroje ke zpracování, pokud nastaví odpovídající parametry.

Výběr řezných nástrojů a stanovení řezných parametrů při CNC obrábění se tedy provádí interakcí člověka s počítačem, což je v ostrém kontrastu s konvenčním strojním obráběním. Zároveň to vyžaduje, aby programátoři zvládli základní principy výběru nástrojů a stanovení řezných parametrů a také aby při programování plně zohledňovali vlastnosti CNC obrábění.

I. Typy a vlastnosti standardních řezných nástrojů pro CNC obrábění

CNC obráběcí nástroje se musí přizpůsobit vysoké rychlosti, vysoké účinnosti a vysoké automatizaci CNC strojů, obecně zahrnující univerzální nástroje, univerzální rukojeti nástrojů a malý počet unikátních rukojetí nástrojů. Rukojeť nástroje musí být spojena s nástrojem a nainstalována na hlavě obráběcího stroje, takže se postupně standardizovala a serializovala. Existuje mnoho způsobů, jak klasifikovat CNC nástroje.

Podle struktury nástroje jej lze rozdělit na:

(2) Vestavěný typ se připojuje svařováním nebo strojní svorkou. Strojní svorky lze rozdělit na dva typy: nepřesunutelné a přenosné;

③ speciální typy, jako jsou kompozitní řezné nástroje, řezné nástroje tlumící nárazy atd.

Podle materiálů použitých k výrobě nástroje jej lze rozdělit na:

① Vysokorychlostní ocelová fréza;

④ řezné nástroje vyrobené z jiných materiálů, jako je kubický nitrid boru, keramika atd.

Technologie řezání lze rozdělit na:

① Soustružnické nástroje, včetně vnější kružnice, vnitřní díry, závitu, řezných nástrojů atd.;

② vrtací nástroje, včetně vrtáků, výstružníků, závitníků atd.;

④ frézovací nástroje atd.

Aby byly splněny požadavky CNC obráběcích strojů na trvanlivost, stabilitu, snadné nastavení a zaměnitelnost, v posledních letech se široce používají vyměnitelné nástroje s upnutím na stroji, které tvoří 30–40 % celkového počtu CNC obráběcích strojů a objem odebíraného kovu je 80–90 % z celkového počtu.

Ve srovnání s řezacími stroji používanými v konvenčních strojích mají CNC řezací stroje mnoho odlišných požadavků, zejména na následující vlastnosti:

(1) dobrá tuhost (zejména pro hrubé řezání), vysoká přesnost, nízká odolnost vůči vibracím a tepelné deformaci;

(2) dobrá zaměnitelnost, vhodná pro rychlou výměnu nástrojů;

(3) Dlouhá životnost, stabilní a spolehlivý řezný výkon;

(4) Velikost nástroje se snadno nastavuje, což zkracuje dobu nastavování při výměně nástroje;

(5) řezačka musí být schopna spolehlivě lámat nebo válcovat třísky, aby se usnadnilo jejich odstraňování;

(6) standardizace serializatCutterd pro usnadnění programování a správy nástrojů.

II. Výběr nástrojů pro CNC obrábění

Výběr řezných nástrojů se v CNC programování provádí za interakce člověka s počítačem. Nástroj a rukojeť by měly být správně vybrány podle výkonu obráběcího stroje, materiálu obrobku, postupu zpracování, objemu řezu a dalších relevantních faktorů. Zásadami výběru nástroje jsou snadná instalace a seřízení, dobrá tuhost, vysoká pevnost a přesnost. Abyste splnili požadavky na zpracování, zkuste zvolit kratší rukojeť nástroje, abyste zlepšili tuhost nástroje při zpracování. Při výběru nástroje by velikost nástroje měla odpovídat velikosti povrchu obráběného obrobku.

Ve výrobě se čelní fréza často používá k opracování obvodového obrysu plochých dílů; při frézování plochých dílů by se měla zvolit čelní fréza s karbidovým břitem; při opracování výstupků a drážek by se měla zvolit čelní fréza s rychlořeznou ocelí; při opracování povrchu obrobku nebo hrubování otvoru lze zvolit kukuřičnou frézu s karbidovým břitem; pro opracování trojrozměrného profilu a obrysu s proměnným úhlem zkosení se objevily kulové a prstencové frézy s kuželovou a kotoučovou frézou CCutter. V procesu volného opracování povrchů, protože řezná rychlost kulové frézy je nulová, aby se zajistila přesnost opracování, je vzdálenost mezi řeznými liniemi obecně velmi malá, takže se kulová hlava často používá pro povrchovou úpravu. Plochá hlava je lepší než kulová fréza v kvalitě opracování povrchu a účinnosti řezu. Proto by se plochá hlava měla volit nejlépe, pokud je zaručeno hrubování nebo dokončování zakřiveného povrchu.

Kromě toho má trvanlivost a přesnost řezných nástrojů skvělý vztah k jejich ceně. Je třeba poznamenat, že ve většině případů volba dobrých řezných nástrojů zvyšuje náklady na řezné nástroje. Výsledné zlepšení kvality a efektivity zpracování však může výrazně snížit celkové náklady na zpracování.

V obráběcím centru jsou v zásobníku nástrojů instalovány všechny druhy nástrojů a nástroje je možné kdykoli vybírat a měnit podle programu. Proto by se měla používat standardní rukojeť nástroje, aby bylo možné standardní nástroje pro vrtání, vystružování, frézování a další procesy rychle a přesně instalovat na vřeteno nebo zásobník obráběcího stroje. Programátor musí znát konstrukční rozměry, způsob nastavení a rozsah nastavení rukojeti nástroje použité na obráběcím stroji, aby při programování určil radiální a axiální rozměry nástroje. V současné době obráběcí centra v Číně používají systém nástrojů G. Existují dva druhy stopek nástrojů: přímé stopky (tři specifikace) a kuželové stopky (čtyři specifikace), včetně 16 stopek nástrojů pro různé účely. V ekonomickém CNC obrábění je nutné rozumně uspořádat pořadí řezných nástrojů, protože broušení, měření a výměna řezných nástrojů se provádí převážně ručně, což je časově náročné.

Obecně je třeba dodržovat následující zásady:

① minimalizovat počet nástrojů;

② Po upnutí nástroje by měly být dokončeny všechny obráběcí části, které může provádět;

③ nástroje pro hrubování a dokončování by se měly používat odděleně, i když mají stejnou velikost a specifikace;

④ Frézování před vrtáním;

⑤ Nejprve zpracujte povrch, poté zpracujte 2D obrys;

⑥ Funkce automatické výměny nástrojů CNC strojů by měla být využívána vždy, když je to možné, pro zvýšení efektivity výroby.

III. Stanovení řezných parametrů pro CNC obrábění

Princip rozumného výběru řezných parametrů spočívá v tom, že při hrubém obrábění se obecně zvyšuje produktivita, ale je třeba zohlednit i hospodárnost a náklady na zpracování. U polodokončovacího a dokončovacího obrábění je třeba jako podmínku zajištění kvality obrábění zohlednit účinnost řezu, hospodárnost a náklady na zpracování. Konkrétní hodnota by měla být stanovena na základě návodu k obsluze obráběcího stroje, návodu k řezným parametrům a zkušeností.

(1) hloubka řezu t. Pokud je povolena tuhost obráběcího stroje, obrobku a nástroje, je rovna přídavku na obrábění, což je účinné opatření pro zvýšení produktivity. Pro zajištění přesnosti obrábění dílů a drsnosti povrchu by měla být ponechána určitá rezerva pro dokončování. Přídavek na dokončování u CNC strojů může být o něco menší než u běžných strojů.

(2) šířka řezu L. Obecně je l přímo úměrná průměru nástroje D a nepřímo úměrná hloubce řezu. Při ekonomickém CNC obrábění je rozsah hodnot L obecně L = (0,6-0,9) d.

(3) řezná rychlost v. Zvýšení V je také měřítkem zlepšení produktivity, ale V úzce souvisí s životností nástroje. S rostoucím V se životnost nástroje prudce snižuje, takže volba V závisí hlavně na životnosti nástroje. Kromě toho má řezná rychlost také velký vztah k materiálu obrobku. Například při frézování 30crni2mova stopkovou frézou typu enand d může být řezná rychlost asi 8 m/min; při frézování hliníkové slitiny stejnou stopkovou frézou může být řezná rychlost více než 200 m/min.

(4) otáčky vřetena n (ot/min). Otáčky vřetena se obvykle volí na základě řezné rychlosti v. Výpočetní vzorec pro s je: kde D je průměr nástroje nebo obrobku (mm). Ovládací panel CNC strojů je obvykle vybaven přepínačem pro nastavení otáček vřetena (vícepolohovým), který umožňuje nastavení otáček vřetena během obrábění.

(5) Rychlost posuvu vfvfvf by měla být zvolena podle požadavků na přesnost obrábění a drsnost povrchu obrobků, jakož i podle materiálů nástrojů a obrobků. Zvýšení inF může také zlepšit efektivitu výroby. Při nízké drsnosti povrchu lze VF volit výrazněji. Během obrábění lze VF také ručně nastavit pomocí nastavovacího spínače na ovládacím panelu stroje. Maximální rychlost posuvu je však omezena tuhostí zařízení a výkonem podávacího systému.