Výpočet řezné rychlosti při zpracování kovů a slitin: metodika, vzorce, tabulky

Jedním z hlavních faktorů technologického procesu obrábění kovů je řezný režim, který se nastavuje při zpracování hotových dílů a polotovarů. Při výběru a přiřazování režimů řezání určete:

• rychlost posuvu obrobku;
• hloubka řezu;
• řezná rychlost.

<b>Hloubka</b>

Tato hodnota je určena přídavkem na zpracování. Je lepší odstranit přídavek v jednom kroku. Hloubka může mít silný vliv na řeznou sílu, z tohoto důvodu lze přídavek rozdělit do tří průchodů: 55-60% vrstvy – hrubovací průchod, 25-35 – polodokončování, 15-20% – dokončovací.

<b>Rychlost posuvu</b>

Je omezena silami, které působí při řezání. Tyto síly mohou vést k některým poruchám:

• zlomenina nebo změna tvaru řezného prvku;
• deformace nebo rozbití zpracovávaného materiálu;
• selhání stroje.

Nejlepší je pracovat na nejvyšší hodnotě posuvu. Nejčastěji je tato hodnota převzata ze speciálních tabulek a příruček. Jsou sestaveny díky četným studiím a experimentům, které se provádějí ve strojírenských závodech. Již 47 let je nejlepším manuálem kniha Yu.V. Baranovského „Metal Cutting Modes“ 1972. V průběhu let jej používali inženýři v továrnách, učitelé a studenti v ústavech. Příručka zohledňuje výsledky experimentálních studií mechanického zpracování a kovoobráběcí výroby ve Volžském automobilovém závodě.

Při volbě rychlosti posuvu z referenčního materiálu se tato hodnota mění podle kinematických parametrů zařízení, na kterém se kovoobrábění provádí. Tito. musíte vzít nejbližší nejmenší hodnotu posuvu. Pro hrubý průchod použijte rychlost od 0,4 do 1,5 mm na otáčku, pro dokončovací průchod od 0,11 do 0,4 mm na otáčku.

Pokud snížíte rychlost posuvu a zvýšíte hloubku, zvýší se zatížení zařízení. Pokud uděláte opak, zátěž se sníží. Z toho vyplývá, že největší vliv na vybavení má hloubka.

<b>Rychlost řezání</b>

Jedná se o rychlost pohybu řezné strany frézy nebo kovu ve směru hlavního řezného pohybu. Označuje se latinským písmenem V, měřeno v m/min. a je definován takto:

V= π*d*n/1000 (1)

V je řezná rychlost,

d – průměr zpracovávaného materiálu měřený v milimetrech,

n – počet otáček vřetena za minutu.

Znáte-li hodnotu V, můžete získat požadovaný počet otáček vřetena. Po získání této hodnoty se z pasportu stroje převezme požadovaný počet otáček vřetena, který se nejvíce blíží hodnotě určené výpočtovou metodou. Pokud pas není, tak se bere teoretické číslo, tzn. ten, který byl získán z výpočtů. V tomto případě je nutné vzít v úvahu jmenovatele progrese a neměnit počet otáček s nevýznamným rozdílem průměrů.

Řeznou rychlost lze získat pomocí vzorců, které jsou určeny pro všechny druhy obrábění kovů z ukazatelů životnosti nástroje.

Pokud je nutné provést podélné nebo příčné otáčení, pak hodnota V bude:

V= Cv*Kv/T*t*S (2)

T – životnost nástroje,

t – hloubka řezu kovu,

S – rychlost posuvu.

Cv je v tomto případě koeficient získaný z pozorování během experimentů. Tato hodnota musí být převzata z tabulky speciální příručky. Je vybrána možnost pro „standardní“ podmínky zpracování kovů. Slovo „standardní“ podmínky znamená použití tlaku 750 MPa a použití tvrdokovové frézy.

V reálných podmínkách se výkon řezání a zpracování často neshoduje se „standardními podmínkami“. Z tohoto důvodu se pro získání optimální hodnoty zavádí korekční faktor – Kv. Bere v úvahu všechny rozdíly.

Lze jej vypočítat následovně:

Kv=Kмv*Kпv*Kиv (3)

• Kmv – koeficient zohledňuje vliv kovu obrobku;
• Kпv – hodnota, která zohledňuje stav povrchu zpracovávaného kovu;
• Kiv – koeficient zohledňuje vliv materiálu, ze kterého je fréza vyrobena.

Všechny ukazatele jsou převzaty z referenčních knih.

Při řezání drážek nebo tvarovém soustružení se vzorec (2) bere v upravené podobě. Nezohledňuje hodnotu t. Tito. vzorec bude mít tvar:

Rychlost, která byla vypočtena pomocí vzorců (2) a (4) je odhad a výsledná hodnota je pouze doporučení.

<b>Změna řezné rychlosti</b>

Řezná rychlost při obrábění kovů závisí na:

• Materiál, tvar, vlastnosti řezného nástroje.
• Typ zařízení. Soustruhy, frézky atd.
• Vlastnosti obrobku. Například ocel, jaká je její pevnost v tahu.
• Hloubky řezu.
• Typ zpracování. Soustružení, řezání závitů.
• Spolehlivost a tuhost upevnění obrobku.
• Výkon a vlastnosti zařízení.
• Povaha kovoobrábění.

Řezná rychlost, kterou řezný prvek umožňuje, je ovlivněna různými nuancemi: trvanlivostí frézy, fyzikálními vlastnostmi obrobku, množstvím a kvalitou chladicí kapaliny, povoleným a přípustným opotřebením frézy.

Čím vyšší je rychlost pohybu při řezání, tím rychleji klesá životnost fréz. Vhodná hodnota pro řezné nástroje od 25 do 55 m/min. Pokud jsou na frézy instalovány desky z tvrdé slitiny, lze toto číslo zvýšit na 75-145 m/min. V tomto případě bude jejich trvanlivost od půl hodiny do hodiny.

<b>Výběr režimů řezání</b>

Pro výběr režimu řezání je nutné správně vybrat jeho hlavní prvky, to znamená určit a vzít v úvahu nejpříznivější ukazatele hodnot těchto režimů:

• Získání technologicky povolené rychlosti posuvu. To je nutné pro využití veškerého výkonu stroje.
• Získání ekonomické řezné rychlosti. Pomáhá racionálně využívat řezné prvky.

Po chybných výpočtech je nutné provést kontroly pomocí vzorců nebo tabulek. Dávají jasně najevo, jak vybrané prvky odpovídají výkonu stroje, na kterém se bude kov řezat, a určuje se i výkon jeho pohonu. Kontroly jsou zvláště nutné, pokud je třeba provést hrubé stírání.