Скорость подачи vs. Скорость резания: ключевые параметры ЧПУ

Обработка на станках с ЧПУ — это вычитающий производственный процесс, при котором материал удаляется в виде стружки до получения готовой детали. Поэтому операторам станков необходимо знать, какое количество материала станок снимет за один оборот и с какой скоростью будет двигаться режущий инструмент. Именно здесь становится важной разница между скоростью подачи и скоростью резания.

При проектировании деталей для обработки на ЧПУ необходимо учитывать эти параметры, так как они обеспечивают оптимизацию различных аспектов процесса. В то время как скорость резания важнее для оптимизации срока службы инструмента и энергопотребления, скорость подачи критична для определения времени обработки и шероховатости поверхности. В этой статье мы сравним скорость подачи и скорость резания и объясним, как вычислить каждую из них.

Что такое скорость резания?

Скорость резания обычно определяется как относительная скорость между поверхностью заготовки и режущим инструментом. Некоторые эксперты также определяют её как скорость движения заготовки относительно режущего ребра инструмента. Измеряется в метрах в минуту (м/мин) или футах в минуту (фут/мин). Скорость резания — важный фактор при определении других параметров обработки на ЧПУ, таких как температура резания, энергопотребление, срок службы инструмента и др. Их влияние на эти параметры служит существенным различием между скоростью подачи и скоростью резания.

Необходимо обеспечить оптимальную скорость резания, чтобы процесс обработки на ЧПУ давал наилучший результат. Однако оптимальную скорость резания для конкретного процесса можно предсказать, учитывая другие факторы. Примеры таких факторов:

Твердость заготовки

Одним из самых важных факторов, определяющих скорость резания, является твердость обрабатываемого материала. Чем тверже материал, тем ниже должна быть скорость резания, и наоборот. Например, обработка стали требует более низкой скорости резания по сравнению с алюминием.

Материал режущего инструмента

Существует разные типы токарных инструментов для различных операций обработки на ЧПУ. Каждый из них изготовлен из разных материалов, обладающих различными свойствами твердости. Материал режущего инструмента существенно влияет на используемую скорость резания. Если материал инструмента обладает высокой прочностью, оператор может использовать высокую скорость резания с минимальным ущербом. Однако более мягкие материалы инструментов быстро изнашиваются при высоких скоростях, что приводит к сокращению срока службы.

Ожидаемый срок службы инструмента

То, как долго оператор хочет, чтобы инструмент служил, — еще один важный фактор при определении скорости резания. Это включает в себя такие переменные, как стоимость инструмента и его стоимость по сравнению с количеством производимых деталей. Если эти переменные благоприятны, высокая скорость может быть целесообразной.

Что такое скорость подачи?

Скорость подачи — это расстояние, на которое перемещается режущий инструмент за один оборот шпинделя. Также определяется как скорость продвижения резака к заготовке. Измеряется в дюймах на оборот или миллиметрах на оборот (об/мин или мм/об) для точирования и расточки. Для фрезерования используют дюймы в минуту или миллиметры в минуту (дюйм/мин или мм/мин). При расчете скорости подачи оператор учитывает количество зубьев (или резецов) у инструмента и вычисляет подачу на зуб.

Скорость подачи также влияет на те же факторы, что и скорость резания, но в меньшей степени. Однако она важна для окончательного эстетического вида обработанной детали (то есть шероховатости поверхности). Поэтому её оптимизация также весьма важна в процессах обработки на ЧПУ. Для определения оптимального значения операторы учитывают такие факторы:

Ширина резания

Любая ширина резания, меньшая половины диаметра, вызывает разжижение стружки. Разжижение стружки — это производственный дефект, при котором нагрузка на зуб (количество материала, снимаемого инструментом за один оборот) уменьшается. Это может привести к увеличению времени выполнения заказа; поэтому важно избегать разжижения стружки. Увеличение скорости подачи помогает снизить влияние разжижения стружки, повышая производительность и срок службы инструмента.

Другие факторы, влияющие на скорость подачи:

• Тип инструмента.
• Мощность, доступная на шпинделе станка.
• Прочность заготовки.
• Шаг резьбы (TPI) для резьбонарезных инструментов и т.д.

В чем разница между скоростью подачи и скоростью резания?

Из-за схожести определений эти параметры можно спутать. Некоторые операторы называют это разницу между «скоростями и подачами». Существует несколько практических факторов, отличающих скорость подачи от скорости резания:

Температура резания и срок службы инструмента

Температура резания — критичный фактор, демонстрирующий разницу. Высокая температура может негативно влиять на срок службы инструмента и качество поверхности. Степень влияния обоих параметров на температуру и срок службы отличает их друг от друга. Скорость подачи оказывает сравнительно меньшее влияние на температуру резания и срок службы инструмента, чем скорость резания.

Шероховатость поверхности и следы от подачи

Следы от подачи (feed marks) всегда сопровождают детали, обработанные на ЧПУ, и являются главной причиной шероховатости. Скорость подачи напрямую влияет на эти следы. Чем выше скорость подачи, тем более выражены следы и выше шероховатость. Скорость резания не влияет на следы от подачи и, следовательно, не влияет на чистоту поверхности.

Директрикс и генератрикс

В геометрии генератрикс — это точка или поверхность, порождающая новую форму при движении заданным путем. Заданный путь, по которому движется генератрикс, называется директрикс. В обработке основная цель — создать геометрические поверхности с эстетичной отделкой и высокой точностью. Поэтому оба параметра необходимы. Разница в том, что скорость резания обеспечивает генератрикс, а движение подачи — директрикс.

Другие отличающие факторы:

• Единицы измерения.
• Влияние на режущую силу и энергопотребление.
• Движения, порождающие скорость резания и скорость подачи, различаются (движение резания и движение подачи соответственно).

Как определить скорость резания и скорость подачи

На иллюстрации показаны все параметры, участвующие в определении скорости резания и скорости подачи. Вы заметите, что частота вращения шпинделя является основой для определения обоих параметров. Также скорость подачи включает две формулы перед получением окончательного ответа. Сначала нужно определить подачу на зуб. Это значение затем используется для определения скорости подачи режущего инструмента.

Заключение

Определение оптимальной скорости подачи и скорости резания может стать фактором, улучшающим ваш процесс обработки на ЧПУ для получения качественно обработанной детали. Однако вам не нужно беспокоиться об этих производственных вопросах, если вы обратитесь к RapidDirect. Благодаря нашим опытным операторам и программистам ЧПУ вы всегда получите наилучшую обработанную деталь при каждом обращении к нам. Обратитесь в RapidDirect сегодня для всех ваших потребностей в обработке на ЧПУ.