Ezné režimy při soustružení: tabulka, výpočetní vzorce, volba rychlosti – jak vypočítat hloubku, posuv na otáčku při soustružení

Připravme se na jednu z nejběžnějších operací. Uvažujme výpočet posuvu a řezných režimů při soustružení. Jeho význam je těžké přeceňovat, protože pokud je správně proveden, pomáhá zefektivnit technický proces, snížit výrobní náklady a zlepšit kvalitu povrchů dílů. Při optimálním výběru má nejpozitivnější vliv na životnost a integritu nástrojů, což je důležité zejména při dlouhodobém provozu obráběcích strojů při zachování jejich dynamických a kinematických vlastností. A naopak, pokud jej zvolíte nesprávně a použijete špatné počáteční ukazatele, nebudete muset mluvit o žádné vysoké úrovni výkonu produktu a můžete se dokonce potýkat s vadou.

Režimy řezání: jaké to jsou?

Jedná se o celý komplex vlastností, které určují podmínky pro provádění soustružnické operace. Podle technologických cest se zpracování jakéhokoli prvku (zejména tvarově složitého) provádí v několika přechodech, z nichž každý vyžaduje vlastní výkresy, rozměry a tolerance, vybavení a příslušenství. Po jednorázovém výpočtu a/nebo výběru všech těchto parametrů pro první obrobek je v budoucnu budete moci standardně nahradit – při výrobě druhého, pátého, sté součásti – a tím minimalizovat čas na přípravu stroje a zjednodušit kvalitu kontrola, tedy optimalizace výrobního procesu .

Mezi hlavní ukazatele patří hloubka, rychlost, posuv, seznam dalších zahrnuje hmotnost předmětu, přídavky, frekvenci, s jakou se vřeteno otáčí, a v zásadě jakoukoli charakteristiku, která ovlivňuje výsledek zpracování. A důležité je vybrat takové, které poskytnou nejlepší výslednou přesnost, drsnost a ekonomickou proveditelnost.

Existuje několik způsobů, jak vypočítat řezné podmínky během soustružení:

• • analytické;
• • software;
• • tabulkový.

První je poměrně přesný a před příchodem výkonné výpočetní techniky byl považován za nejpohodlnější. Podle něj byly všechny výpočty provedeny na základě údajů z pasu zařízení: výkon motoru, otáčky vřetena a další ukazatele byly nahrazeny již ověřenými empirickými výrazy a byly získány požadované charakteristiky.

S rozvojem specializovaného softwaru se úloha výpočtu výrazně zjednodušila – všechny operace provádí stroj, rychleji než člověk a s mnohem menší pravděpodobností chyb.

Pokud nemáte po ruce počítač nebo vzorce, ale máte zkušenosti, můžete určit vhodná kritéria na základě normativních a referenčních údajů z tabulek. K tomu je však nutné vzít v úvahu všechny změny hodnot, dokonce i ty nejmenší, což není vždy vhodné ve výrobních podmínkách.

Vlastnosti určování řezných režimů při soustružení

Nejprve je třeba zvolit hloubku zpracování, poté posuv a rychlost. Je důležité dodržet přesně tuto sekvenci – v pořadí podle rostoucího stupně dopadu na nástroj. Nejprve se vypočítávají ty charakteristiky, které mohou jen minimálně změnit opotřebení frézy a nakonec ty, které maximálně ovlivňují životnost.

Parametry by měly být určeny pro maximální možnosti zařízení, nutně s ohledem na rozměry, kov a konstrukci nástroje.

Důležitým bodem je nalezení vhodné drsnosti. Navíc je nejlepší zvolit čepel pro konkrétní materiál, protože litina má jednu sílu a tvrdost, zatímco hliník má úplně jinou. Nezapomeňte také, že během procesu se díl zahřívá a zvyšuje se riziko jeho deformace.

Volba režimu řezání při soustružení na soustruhu pokračuje stanovením typu zpracování. Co to bude, drsné nebo jemné? První jsou hrubé nástroje vyrobené z tvrdé oceli a schopné odolat vysoké intenzitě technického procesu. Druhý je tenký, prováděný při nízkých rychlostech, s odstraněním minimální vrstvy kovu.

Hloubka je určena počtem průchodů, během kterých se odstraní přídavek. Posuv je vzdálenost, kterou hrana urazí během otáčení obrobku, a může být jednoho ze tří typů:

• • minuta;
• • na zub;
• • naopak.

Rychlost do značné míry závisí na tom, jaký druh operace se provádí, například když by měla být vysoká.

Charakteristika řezných podmínek

Než podrobně zvážíme všechny hlavní parametry, řekněme si ještě pár slov o metodách výpočtu. Přesněji o tom, jak přešli od grafiky k analytice a informatizaci.

Jak se výroba zdokonalovala, ukázalo se, že i ty nejpodrobnější tabulky jsou stále méně vhodné: sloupce, sloupce, poměry – trvalo to obrovské množství času, než to prostudovat a najít správnou hodnotu. A to přesto, že hlavní ukazatele jsou propojeny a pokles/nárůst jednoho z nich vyvolal změny u ostatních.

Po vytvoření takové zjevné závislosti začali inženýři používat analytickou metodu, to znamená, že promysleli empirické vzorce a začali nahrazovat otáčky vřetena, výkon pohonné jednotky a dodávat je a nacházet potřebné vlastnosti. Vývoj počítačů a vznik výpočetního softwaru tento úkol vážně zjednodušil a konečné výsledky ochránil před lidskými chybami.

Schéma pro výpočet řezného režimu na soustruhu

Postup je následující:

1. • Vyberte si, který nástroj v dané situaci použijete; Pro křehké materiály je vhodná čepel s relativně nízkými hodnotami pevnosti, ale pro tvrdé materiály – s maximální pevností.
2. • Určete tloušťku vrstvy, která má být odstraněna, a počet průchodů na základě aktuální metody zpracování. Zde je důležité zajistit optimální přesnost, aby bylo možné vyrobit produkt s minimálními chybami geometrických rozměrů a povrchů.

Nyní přejdeme ke konkrétním charakteristikám, které hrají důležitou roli, a ke způsobům, jak je v praxi najít nebo změnit.

Hloubka řezu při zapnutí stroje

Klíčový ukazatel pro zajištění kvality dílu, který ukazuje, kolik materiálu je třeba odstranit při jednom průchodu. Celkový počet posledně jmenovaných se vypočítá s přihlédnutím k následujícímu poměru povolenek:

• • 60 % – hrubý;
• • od 20 do 30 % – smíšené;
• • od 10 do 20 % – konečná úprava.

Svou roli hraje také tvar obrobku a druh prováděné operace. Například při čelním pohledu se příslušný parametr rovná dvojitému poloměru objektu a pro válcové části je zjištěn takto:

• D a d jsou průměry, počáteční a konečné;
• k – hloubka odstranění.

Pokud je výrobek plochý, použijí se obvyklé hodnoty lineární délky – 2, 1-2 a až 1 mm. Existuje také závislost na podporované třídě přesnosti: čím menší je, tím více přístupů musíte provést, abyste získali výsledek.

Jak určit posuv při otáčení

Ve skutečnosti představuje vzdálenost, o kterou se fréza posune za jednu otáčku obrobku. Nejvyšší je při hrubování, nejméně při dokončování, kdy byste měli jednat opatrně, a do hry vstupuje i kvalita drsnosti. Obecně se to dělá co nejvíce (pro operaci) s ohledem na omezující faktory, včetně:

• • výkon stroje;
• • tuhost systému;
• • odolnost a životnost čepele.

Při frézování je upřednostňována možnost „zub“, při čištění otvorů – doporučeno pro aktuální nástroj, pro tréninkové účely – nejběžnější, tj. 0,05-0,5 ot./min.

Vzorec pro výpočet posuvu při soustružení, spojující všechny jeho typy, vypadá takto:

SM = S*n = SZ*Z*n, kde:

n – frekvence otáčení frézy,

Pro zjednodušení výpočtů můžete data převzít zde:

Průměr, přířezy, mm

Posuv, mm/ot, se zvolenou hloubkou řezu, mm

Hloubka řezu, řezná rychlost a pracovní posuv jsou hlavní charakteristiky při určování řezného režimu na soustruhu. Jak je správně vybrat a jaké metody k tomu existují, řekneme v článku.

Správná volba režimu zpracování na soustruhu je důležitým úkolem. Pokud jsou provozní parametry správně nastaveny, stroj pracuje s maximální účinností:

• je dosaženo vysoké produktivity;
• minimální náklady;
• zlepšuje se kvalita povrchové úpravy;
• řezný nástroj pracuje bez zvýšeného opotřebení a neláme se;
• pravděpodobnost sňatku je prakticky snížena na nulu.

Proces tvorby třísky na CNC soustruhu. Zdroj www.dreamstime.com

Řezné parametry pro soustružení

Provozní parametry jsou souborem charakteristik, které se nastavují v souladu s technologickou cestou pro zpracování dílce konkrétním nástrojem. Pokud je výrobek složitý, pro každý stupeň (přechod) určují operace jeho parametry s přihlédnutím k technologickým požadavkům výkresů, rozměrů a tolerancí.

Optimální režim otáčení zpravidla stačí zvolit jednou – pro první díl. Pravda, ne vždy. Kvalita kovu se může lišit od šarže k šarži a musíte se přizpůsobit stávajícím podmínkám. Ale pokud nedojde k žádným změnám, pak se v budoucnu při výrobě takových dílů automaticky upraví parametry, což umožňuje urychlit nastavení stroje a optimalizovat výrobní proces.

Hlavní řezné parametry jsou:

• hloubka řezu – t, mm;
• pracovní posuv – S, mm/ot;
• řezná rychlost – V, m/min.

Prvky řezných režimů při soustružení

Mezi další parametry patří: hmotnost a materiál obrobku, přídavky, otáčky vřetena, materiál frézy (řezné součásti), pomocná a hlavní doba zpracování, povrchová úprava a všechny další vlastnosti, které ovlivňují výsledek soustružení.

Výpočet řezných podmínek soustružení se provádí jedním ze tří způsobů.

• Analytické (výpočet) – podle vzorců, na základě technických vlastností stroje.
• Software – pomocí speciálního softwaru. Takto se určují řezné podmínky na moderních CNC soustruzích: stejné vzorce, ale stroj je vypočítává, což minimalizuje pravděpodobnost chyb.
• Tabulkový – výběr řezných parametrů na základě vlastních zkušeností a referenčních tabulek. Je obtížné vzít v úvahu všechny nuance, takže metoda se obvykle používá ve spojení s analytickou metodou.

Výpočet režimů otáčení

Nejprve se určí hloubka řezu, poté posuv a pracovní rychlost. Tento výpočetní postup je způsoben zvýšením míry vlivu parametru na životnost řezného nástroje. Hloubka řezu má nejmenší vliv na množství tepla uvolněného při řezání a tím i na opotřebení frézy, zatímco posuv a rychlost mají větší vliv.

Hloubka řezu

Tímto parametrem se rozumí vzdálenost, na kterou je fréza ponořena do materiálu obrobku. Rozdíl mezi původním průměrem obrobku D a novým průměrem d, který se získá po průchodu frézou, se obvykle nazývá přídavek. Proto říkají, že hloubka řezu je určena přídavkem odebraným z obrobku při jednom průchodu frézou.

S ohledem na skutečnost, že na soustruhu se zpracování provádí podél osy otáčení obrobku, má vzorec tvar:

t – hloubka řezu;

D – průměr před průchodem frézy;

d – průměr po průchodu frézy.

Při řezání konců, když se zpracování provádí kolmo k ose otáčení, se t rovná hloubce řezané vrstvy.

Při stanovení t je důležité vzít v úvahu požadavky na drsnost povrchu a kvalitu přesnosti. Pokud jsou požadavky vysoké, doporučuje se provést několik průchodů, abyste odstranili přídavek větší než 2 mm. Pokud jsou povolenky nerovnoměrné, přidají se také průchody, aby se předešlo narušení geometrie.

Pracovní krmivo

Posuvem se rozumí rychlost pohybu řezného nástroje hnacím mechanismem stroje. Při soustružení tento indikátor určuje vzdálenost, kterou fréza urazí během jedné otáčky obrobku.

• Během hrubování zvolte maximální posuv s ohledem na výkon/tuhost stroje a sílu řezného nástroje.
• Během dokončování zvolte minimální posuv s ohledem na specifikované parametry drsnosti.

Pro zjednodušení výpočtů vyberte vhodnou hodnotu posuvu pomocí referenční tabulky.

V případě značného rázového zatížení by se hodnota určená z tabulky měla vynásobit 0,85. Při obrábění žáruvzdorné oceli je doporučená rychlost posuvu 1 mm/ot.

Rychlost řezání

Řezná rychlost při soustružení se vztahuje k dráze, kterou urazí řezný hrot za jednotku času, obvykle za minutu. Délka dráhy závisí na průměru obrobku a počtu otáček, které během tohoto časového intervalu vykoná.

Při výpočtu řezných podmínek při soustružení použijte vzorec:

V – řezná rychlost;

D – průměr obrobku;

n – počet otáček obrobku.

V praxi se tento parametr obvykle určuje na základě životnosti použitého řezného nástroje. Například životnost tvrdokovových fréz se pohybuje v rozmezí 60. 90 minut. Pro snazší určení V můžete použít vyhledávací tabulky.

Odpovídající režim řezání výkonu hlavního motoru stroje

Po určení všech hlavních parametrů režimu zpracování na soustruhu je nutné zkontrolovat jejich shodu s výkonem zařízení.

Nejprve vypočítejte řeznou sílu pomocí vzorce:

P – řezná síla, kg;

С_р – koeficient v závislosti na kvalitě zpracovatelského materiálu;

t – hloubka řezu;

Hodnoty množství zahrnutých ve vzorci se vybírají z tabulky.

Dále dosadíme zjištěnou hodnotu řezné síly do vzorce:

N_umění. – výkon stroje, kW;

V – řezná rychlost;

Pas stroje obsahuje hotové tabulky pro stanovení řezného výkonu při různých hodnotách režimu zpracování. Je nutné porovnat normalizované ukazatele s těmi, které byly zjištěny výpočtem. Vypočítané hodnoty nemohou být větší než přípustné, jinak zařízení nemusí vydržet zatížení a dokonce selhat. Pokud jsou získané hodnoty větší, je třeba je upravit.

Výhodou použití soustruhů s počítačovým numerickým řízením (CNC) je možnost rychlého výpočtu optimálního řezného režimu pro libovolné soustružnické operace pomocí speciálního softwaru a také jednoduchá a rychlá realizace jakýchkoliv úprav bez nutnosti ručních výpočtů.