Выбор режимов резания для начинающих. И не только

 Выбор режимов резания для начинающих. И не только

Ситуация типовая: 
мы уверены, что купленный нами дорогой инструмент  
всю работу выполнит вместо нас.

Инструмент стоит дорого, а хороший инструмент - очень дорого. Так было всегда. За инструмент приходится платить кровно заработанные денежные знаки.

Недавно знакомый купил в магазине два перовых сверла диаметром 8 мм для стекла и керамической плитки, он был уверен, что дорогой (фирменный) инструмент это гарантия качественно выполненной работы. Попытался просверлить плитку из искусственного камня, но не получилось: каждого сверла хватило на половину отверстия.

Пришлось вызывать мастера. Мастер, обычным шуруповёртом, точно таким же сверлом, в течение 10 минут просверлил 6 отверстий, сказав при этом: «Такого сверла должно хватить на 30 - 35 отверстий».

Так что же знает мастер и о чем не догадывается мой знакомый?

Выбор режимов резания

Весь режущий инструмент, производимый в СССР отвечал требованиям ГОСТа, и рекомендации по режимам резания и применению публиковались в общих справочниках по резанию.

На каждый импортный, режущий инструмент фирма изготовитель предоставляет рекомендации по его использованию. Рекомендации могут быть как краткими, так и подробными. В частности, на упаковке сверла была надпись - для стекла и керамической плитки (обрабатываемый материал), до 8,5 м/мин (скорость резания), диаметр 8 мм (размер). В мире две основные системы, метрическая и дюймовая и иногда они пересекаются (как авто с левым и правым рулём). Ничего хорошего, одни неудобства.

Мы пользуемся метрической системой. В обработке резанием приняты следующие единицы измерения:
Частота вращения шпинделя, заготовки, инструмента - об/мин., кроме шлифовки - м/сек (дабы не плодить ноли.);
Скорость резания - м/мин;
Подача на зуб - мм;
Подача на борот - мм/об;
Подача минутная - мм/мин;

Заводы изготовители оборудования и инструмента, выдавая рекомендации по применению и эксплуатации своей продукции, придерживаются этих единиц измерения.

В качестве примера:

Общие рекомендации по режимам резания, при фрезеровании (от фирмы SGS)

МАТЕРИАЛ

ТВЕРДОСТЬ

СКОРОСТЬ (М/МИН)

ДИАМЕТР ИНСТРУМЕНТА

БЕЗ ПОКРЫТИЯ

TI-NAMITE

TI-NAMITE-C

TI-NAMITE-A

1 - 3 мм

3.5 - 5 мм

6 - 9 мм

10 - 14 мм

16 - 25 мм

ПОДАЧА (ММ/ЗУБ)

Стали общего применения

<150НВ

150

175

175

210

0,012-0,018

0,019-0,024

0,025-0,050

0,052-0,080

0,085-0,18

 

<190НВ

120

140

140

165

0,010-0,016

0,018-0,022

0,024-0,048

0,050-0,070

0,075-0,100

 

<240НВ

90

105

105

125

0,008-0,014

0,016-0,020

0,022-0,044

0,045-0,055

0,060-0,080

Цементируемые стали

<235НВ

100

115

115

140

0,010-0,016

0,018-0,022

0,024-0,045

0,048-0,060

0,065-0,150

 

<285НВ

80

95

95

110

0,008-0,012

0,014-0,018

0,019-0,044

0,045-0,055

0,058-0,080

Азотируемые стали

<285НВ

90

105

105

125

0,008-0,012

0,014-0,018

0,019-0,044

0,045-0,055

0,058-0,080

 

<385НВ

70

80

80

95

0,006-0,008

0,009-0,018

0,020-0,022

0,022-0,030

0,032-0,060

Среднеуглеродистые стали

<200НВ

80

95

95

110

0,012-0,018

0,020-0,024

0,026-0,035

0,038-0,055

0,060-0,170

 

<285НВ

80

70

70

85

0,010-0,016

0,019-0,023

0,025-0,033

0,036-0,054

0,058-0,120

 

<340НВ

50

58

58

70

0,006-0,009

0,012-0,019

0,022-0,024

0,025-0,032

0,035-0,100

 

<385НВ

35

40

40

50

0,005-0,007

0,009-0,012

0,015-0,018

0,020-0,028

0,032-0,060

Инструментальны стали

<230НВ

90

105

105

125

0,012-0,018

0,020-0,024

0,027-0,035

0,038-0,048

0,055-0,140

 

<285НВ

70

80

80

95

0,009-0,014

0,016-0,021

0,022-0,027

0,030-0,036

0,040-0,100

 

<340НВ

60

70

70

85

0,007-0,012

0,015-0,020

0,021-0,026

0,026-0,035

0,038-0,095

 

<395НВ

45

50

50

65

0,006-0,011

0,014-0,018

0,020-0,025

0,026-0,033

0,036-0,090

 

>395НВ

30

35

35

40

0,004-0,009

0,012-0,016

0,018-0,023

0,024-0,030

0,034-0,080

Нержавеющие стали

<200НВ

80

85

85

95

0,006-0,011

0,012-0,016

0,017-0,024

0,026-0,032

0,035-0,080

 

<240НВ

60

65

65

70

0,005-0,010

0,011-0,014

0,016-0,022

0,025-0,030

0,034-0,065

 

>270НВ

40

45

45

55

0,004-0,008

0,009-0,012

0,014-0,018

0,019-0,025

0,028-0,050

Стальное литье

<150НВ

110

125

135

150

0,012-0,018

0,019-0,024

0,025-0,035

0,036-0,048

0,055-0,150

 

<200НВ

80

90

95

110

0,009-0,012

0,013-0,018

0,019-0,022

0,023-0,030

0,038-0,100

 

>200НВ

60

70

75

85

0,004-0,007

0,008-0,010

0,011-0,015

0,016-0,024

0,030-0,080

Жаропрочные стали

<200НВ

30

40

40

45

0,011-0,013

0,014-0,016

0,017-0,020

0,021-0,026

0,028-0,050

 

<275НВ

20

23

23

24

0,009-0,011

0,012-0,014

0,015-0,018

0,019-0,024

0,026-0,045

 

<325НВ

18

20

20

22

0,007-0,009

0,010-0,012

0,013-0,016

0,017-0,022

0,024-0,043

 

<375НВ

16

18

18

20

0,006-0,008

0,009-0,011

0,012-0,015

0,016-0,020

0,022-0,040

 

<395НВ

12

14

14

16

0,005-0,007

0,008-0,010

0,011-0,014

0,015-0,018

0,020-0,035

 

>395НВ

8

9

9

10

0,004-0,006

0,006-0,008

0,008-0,010

0,011-0,016

0,018-0,030

Титановые сплавы

<150НВ

100

115

115

130

0,007-0,009

0,010-0,013

0,018-0,025

0,030-0,045

0,048-0,080

 

<225НВ

70

75

75

90

0,006-0,008

0,009-0,012

0,017-0,024

0,029-0,044

0,046-0,078

 

<275НВ

30

35

35

40

0,004-0,006

0,008-0,011

0,015-0,022

0,027-0,040

0,042-0,065

 

<350НВ

10

11

11

12

0,004-0,006

0,007-0,010

0,013-0,020

0,024-0,035

0,038-0,050

Чугуны

<200НВ

120

130

145

155

0,015-0,017

0,018-0,021

0,023-0,035

0,038-0,050

0,058-0,180

 

>200НВ

80

85

90

110

0,008-0,010

0,011-0,014

0,015-0,023

0,026-0,038

0,046-0,100

Медь

<150НВ

250

250

280

280

0,008-0,010

0,011-0,014

0,015-0,025

0,027-0,042

0,052-0,150

Электролитическая медь

 

180

180

205

205

0,010-0,012

0,013-0,016

0,018-0,029

0,030-0,046

0,058-0,150

Алюминий

 

350

350

350

350

0,018-0,020

0,024-0,040

0,045-0,070

0,080-0,120

0,150-0,250

Кто-то возмущается: 8 м/мин., у меня нет таких оборотов на дрели (станке). Но на самом деле 8,5 м/мин. это не обороты шпинделя, а скорость резания. Так же многие путают, движение подачи со скоростью резания. В программном обеспечении и на станке скорость резания не указывается, а является расчетной величиной.

Скорость резания - это длина пути (в м), которую проходит за 1 минуту наиболее удалённая от оси вращения режущая кромка инструмента. Скорость резания легко определить, зная диаметр инструмента и частоту её вращения (число оборотов в минуту). За один оборот инструмента режущая кромка зуба пройдет путь, равный длине окружности:

l = π · D,

где: D - диаметр фрезы, мм;
l - путь режущей кромки за один оборот инструмента;
А умножив длину окружности на обороты шпинделя, получим скорость резания.

Скорость резания:
а(м/мин) или сокращённую  

где: n - частота вращения фрезы, (об/мин);
1000 - переводной коэффициент (м/мм).

Если требуется определить необходимую частоту вращения инструмента при заданной скорости резания, в этом случае используют формулу:
 (об/мин) или сокращённую 
В виде примера можно подсчитать частоту вращения шпинделя для перового сверла диаметром 8 мм.

а знакомый, сверлил на полных оборотах дрели, то есть 2700 об/мин (хотелось побыстрее), тем самым превысил скорость резания в 8 раз.

Не на каждом станке можно точно установить рекомендуемые обороты, но это и не обязательно. Производитель приводит приблизительные режимы резания при заданной стойкости инструмента Т, которая напрямую зависит от скорости резания.

Время, в течение которого инструмент может находиться в работе с сохранением приемлемых режущих свойств, от заточки, до заточки называется стойкостью инструмента.Измеряется в минутах. Чем выше скорость резания, тем ниже стойкость инструмента. Превышать рекомендуемую скорость резания не желательно, резко уменьшается стойкость инструмента. Если, скорость резания, ниже, возможности инструмента не используются полностью - падает производительность.

Где взять параметры рекомендуемые производителем на каждую фрезу?
- при покупке инструмента на фирме, попросите каталог с рекомендациями;
- при покупке инструмента в другом месте, на упаковке есть интернет адрес;
- при отсутствии адреса, попробуйте сами найти адрес по названию фирмы.

Где взять параметры рекомендуемые производителем на каждую фрезу?
- при покупке инструмента на фирме, попросите каталог с рекомендациями;
- при покупке инструмента в другом месте, на упаковке есть интернет адрес;
- при отсутствии адреса, попробуйте сами найти адрес по названию фирмы.

Зайдите на сайт фирмы. Выберите режимы резания. Режимы резания, желательно занизить. Пробуйте. По результатам делайте корректировку.

Чтобы упростить выбор частоты вращения шпинделя, изготовитель оборудования в руководстве по эксплуатации помещает таблицы и графики для определения режимов резания. Если производитель этого не сделал, построить график можно и самому.

В качестве примера, привожу график, построенный для шпинделя с бесступенчатой регулировкой оборотов от 10000 до 24000 об/мин. Пользоваться подобными графиками очень удобно.

После выбора режущего инструмента по таблице рекомендуемых режимов необходимо выбрать скорость резания.

На графике выбрать скорость резания и провести горизонтальную линию до пересечения с линией диаметра выбранного режущего инструмента. Из точки пересечения провести вертикальную линию вниз и определить обороты шпинделя. Если регулировка оборотов шпинделя ступенчатая, то выбрать ближайшее, меньшее значение оборотов.


При фрезеровании различают три вида подач:

1. Подача на зуб (Sz, мм/зуб) - величина перемещения заготовки за время поворота фрезы на один зуб;
2. Подача на оборот фрезы (So, мм/об) - величина перемещения заготовки за время одного оборота фрезы;

мм/об

3. Подача в минуту (или минутная подача, Sm, мм/мин) - величина перемещения заготовки в минуту
мм/мин
мм/мин

В рекомендациях по режимам резания, указывается подача на зуб Sz.
Скорость подачи фрезы определяется:
I. При черновой обработке:
1. Мощностью станка - Остановка станка.
2. Механической прочностью инструмента - Поломка режущего инструмента.
3. Конфигурацией режущего инструмента. Канавка зуба фрезы должна быть больше чем снимаемый слой материала. Стружка должна поместиться в канавке - Инструмент не режет, а давит.
4. Механической прочностью обрабатываемого материала - Сколы или полная поломка заготовки.
5. Механической прочностью СПИД (Станок Приспособление Инструмент Деталь) - Вибрации, дробление.
6. Величиной припуска, снимаемого за один проход.

II. При чистовой обработке:
1. Требуемой шероховатостью обработки детали.
2. Точностью обработки детали.
3. Жесткостью СПИД - Отжим инструмента, детали.

На практике:

Расчётные параметры - хорошо, но учесть полностью всё, практически не возможно. Существуют более полные формулы по расчётам режимов резания, в которых используют десятки параметров. Такие формулы применяют в массовом производстве, да и то, с последующей корректировкой. В единичном производстве применяют справочные таблицы и упрощенные формулы с обязательной корректировкой под конкретные условия. Накопленный опыт, позволяет быстро выбирать рациональные режимы резания.

Пробуйте. Успехов.

Виталий Давыдов

Данная статья является интеллектуальной собственностью автора.

Фирма ЕТ имеет исключительно право публикации данной статьи.

 

Использован материал с сайта: http://et-rus.ru/mode




Вернуться наверх