Výpočet řezného režimu na soustruhu

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.