Ключевые факторы, влияющие на скорость резания, глубину и подачу на ЧПУ-токарных станках

ЧПУ-токарный станок может оснащаться многостаночной башенной головкой или силовой башенной головкой. Обладает широкими технологическими возможностями: обрабатывает прямые и косые цилиндры, дуги, резьбы, канавки, черви и др. сложные детали. Имеет линейную и круговую интерполяцию, различные компенсационные функции, дает хороший экономический эффект в серийном производстве сложных деталей. При программировании ЧПУ-токарного для каждой операции должны быть определены режимы резания. При выборе параметров нужно полно учитывать факторы, влияющие на резание, выбирать правильные условия и рационально определять режимы — это эффективно повышает качество и производительность.

Условия, влияющие на скорость резания, глубину и подачу:

• Жесткость станка, инструмента, реза и заготовки
• Скорость резания, глубина резания, подача
• Точность заготовки и шероховатость поверхности
• Ожидаемый ресурс инструмента и максимальная производительность
• Типы СОЖ и способы охлаждения
• Твердость материала заготовки и состояние термообработки
• Количество деталей
• Ресурс станка

Среди перечисленных главные факторы — скорость резания, глубина резания и подача.

1. Факторы, влияющие на скорость резания инструмента

Программист должен определить режимы для каждой операции. При выборе параметров полно учитывать факторы, влияющие на резание, выбирать правильные условия. Разумная скорость резания напрямую влияет на эффективность. Слишком низкая — увеличение времени, инструмент не реализует потенциал. Слишком высокая — сокращение времени, но инструмент перегревается, снижается ресурс. Факторы, определяющие скорость резания:

(1) Материал инструмента

Разные материалы инструмента имеют разные предельные скорости резания. Высокотемпературная скорость резания для быстрорежущей стали < 50 м/мин, для твердых сплавов — > 100 м/мин, для керамических инструментов — до 1000 м/мин.

(2) Материал заготовки

Твердость материала заготовки влияет на скорость резания. При обработке твердых материалов тем же инструментом скорость снижают, при мягких — повышают.

(3) Ресурс инструмента

Если нужен долгий ресурс (стойкость) — применяют более низкую скорость. И наоборот, для короткого ресурса — более высокую.

(4) Глубина резания и подача

Большие глубина и подача — большее сопротивление резанию, больше резательное тепло, поэтому скорость резания снижают.

(5) Геометрия инструмента

Форма инструмента, величина углов, острота режущей кромки влияют на выбор скорости.

(6) Применение СОЖ

Станки с хорошей жесткостью и высокой точностью позволяют повысить скорость резания; иначе — снижают.

Среди факторов, влияющих на скорость резания, материал инструмента имеет наибольшее влияние.

2. Факторы, влияющие на глубину резания инструмента

Глубина резания в основном ограничена жесткостью станка. Когда жесткость позволяет, глубину выбирают максимально возможной. Если не ограничено требованиями точности, глубину можно сделать равной припуску детали — это сокращает число проходов.

Частота вращения шпинделя определяют по допустимой скорости резания станка и инструмента. Выбор расчетным методом или по таблицам.

3. Факторы, влияющие на скорость подачи инструмента

Подача f (мм/об) или скорость подачи F (мм/мин) выбирают по точности, шероховатости, материалу инструмента и заготовки. Максимальная подача ограничена жесткостью станка, приводом подачи и ЧПУ-системой.

При выборе режимов программист должен подбирать режимы, соответствующие особенностям станка и лучшей стойкости инструмента, согласно руководству по станку и стойкости инструмента. Можно также использовать аналоговый метод на основе опыта. Любым методом нужно обеспечивать, чтобы ресурс инструмента покрывал обработку хотя бы одной детали, или не менее одной смены, минимум — полсмены.