Коэффициент сдвига: методы расчета, необходимые формулы

Параметры при расчете режима резания

Основной расчет режимов обработки основан на трех параметрах: скорости резания (V), подаче (S) и глубине резания (t). Чтобы получить практические значения этих параметров, которые можно использовать в производстве, на первом этапе определяются расчетные значения.

После этого по ним, используя эмпирические формулы, справочные таблицы и данные паспортов оборудования, подбирают технологические режимы резания, наиболее соответствующие типу обрабатываемого материала, возможностям станка, а также типу и характеристикам инструмента.

От правильного расчета и выбора этих параметров зависит не только качество обработки, но и такие показатели, как производительность, себестоимость продукции и эксплуатационные расходы. Кроме того, сила удара по инструменту при обработке влияет не только на скорость изнашивания, но и на состояние инструментов и приспособлений.

Результатом работы на слишком высоких скоростях и подачах является недопустимая вибрация и повышенные нагрузки на узлы и механизмы оборудования. А это может привести не только к потере точности, но и к выходу машины из строя.

Как правило, режимы резания проверяются и корректируются при пробной обработке детали. Поэтому их выбор зависит не только от правильности расчетов, но и от опыта технолога и механизатора.

Скорость

Временной цикл обработки детали состоит из трех основных компонентов: подготовительно-завершающего, вспомогательного времени и основного времени. К последним относятся все операции по резанию металла на заданных режимах. В силу особенностей механической обработки время выполнения заказа является самой затратной составляющей цикла обработки детали.

При этом ценность продукта, а следовательно, и стоимость продукта, напрямую зависят от скорости резки. Поэтому правильный выбор этого параметра важен не только с технологической, но и с экономической точки зрения.

В общем виде формула для расчетной скорости резания выглядит так:

В этой формуле значение параметра D зависит от вида обработки. Для точения это диаметр детали; для других типов это диаметр режущего инструмента (сверла, фрезы). Параметр n — это скорость вращения шпинделя в оборотах в минуту.

Это определяет теоретическое значение скорости резания, которое является отправной точкой для последующих расчетов. В частности, он используется для расчета теоретической глубины резания, которая обозначается т. В связи с тем, что фактическая скорость резания зависит от многих факторов, расчет ведется по эмпирической формуле, где единственным расчетным значением является т:

Здесь Cv — безразмерная константа, зависящая от различных аспектов обработки; T — стандартная стойкость инструмента; t – глубина резания; Так что — кормить; Kv — составной коэффициент, представляющий собой произведение восьми поправочных коэффициентов.

Подача

Подача (обозначается S) — это путь, который проходит режущая кромка за условную единицу. В зависимости от вида обработки подача может иметь разные размеры. Длина пройденного пути всегда измеряется в миллиметрах, но может быть отнесена либо к одному обороту (при токарной обработке), либо к одной минуте (при сверлении и фрезеровании).

При сверлении это, таким образом, величина перемещения наконечника сверла в глубину поверхности за одну минуту (мм/мин.), а при токарных операциях — продольное или поперечное перемещение резца за один оборот детали (мм / обр.).

Ввиду специфики отдельных чистовых операций используют такой параметр, как «подача на зуб», которая измеряется в мм/зуб. Он используется при работе с инструментом, имеющим несколько лезвий, и значение показывает, в какую сторону прошла кромка (зуб) одного лезвия за один оборот шпинделя.

Значение этого параметра также можно рассчитать, разделив подачу инструмента за оборот на количество режущих лезвий.

Поскольку подача напрямую зависит от пропускных параметров конкретного оборудования, ее значение обычно не рассчитывают, а выбирают из таблиц в соответствующих технологических справочниках.

Производительность металлорежущего оборудования напрямую зависит от количества подачи. Кроме того, это основной параметр для расчета основного времени обработки. Теоретически необходимо установить максимально возможную величину подачи при обработке.

Но в этом случае вступают в силу ограничения по характеристикам машинного оборудования и требования к классу чистоты.

Максимальные значения подачи используются для лущения и черновой обработки, а минимальные – для чистовой обработки.

Глубина

Глубина резания – это толщина металла, снимаемого за один ход режущей кромки. Величина зависит от конструкции режущей части инструмента и ее прочностных параметров (в том числе предельного тангенциального усилия), а также мощности станка, твердости обрабатываемого материала и требований к чистоте поверхности.

Этот параметр имеет решающее значение при расчете количества движений листа для полного снятия квоты. Глубина пропила обозначается латинской буквой t и измеряется в миллиметрах.

При точении он равен разности радиусов детали до и после рабочего хода, а при сверлении равен половине диаметра режущей части инструмента.

Сила

Процесс обработки детали режущим инструментом сопровождается появлением пар сил. При первой силе, обозначенной R, инструмент действует на поверхность детали, а вторая сила возникает в результате сопротивления обрабатываемого материала.

Сила R представляет собой векторную сумму трех сил: осевой, касательной и радиальной. Их векторы являются проекциями вектора силы R на оси X, Y, Z. На рисунке ниже показано изображение векторов сил, возникающих при раскачивании.

В технологических расчетах используется не сама мощность R, а ее составляющие. Из них наиболее значительной и наибольшей по величине является эта тангенциальная сила Rz.

На практике ее называют мощностью резания, так как от нее зависят потребляемая мощность и крутящий момент шпинделя. Сила резания рассчитывается по эмпирическим формулам, где данные взяты из справочных технологических таблиц.

Расчет на токарную обработку производится по следующей формуле:

В формулу расчета силы резания помимо постоянной Cp, показателей степени подачи, глубины резания и скорости резания входит поправочный коэффициент Kp. Это произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих технологические характеристики различных материалов.

Для измерения сил резания в режиме реального времени используются емкостные, индуктивные и тензометрические датчики. Последние наиболее компактны и точны.

При использовании на станках с ЧПУ силу резания можно адаптивно увеличивать или уменьшать, автоматически регулируя скорость и скорость подачи.

Это обеспечивает непрерывную обработку без вмешательства оператора, а также предотвращает поломку инструмента и снижает его износ.

Формула подачи и режимов резания при токарной обработке

Для расчетов используйте следующее выражение:

Vt = nxf (мм/мин), где:

• n – частота вращения;
• f — количество подачи за 1 оборот.

Есть и другие полезные соотношения, например, для нахождения эффективной мощности:

Н(э) = (ПЗ х В)/(1020 х 60), причем:

P (z) — максимальная нагрузка (тангенциальная сила), и она снова представляется как:

P(z) = 10Ср х t1 х S2 х V3 х Кр

Зная все эти значения, можно определить требуемую производительность машины:

N(n) = N(e)/η,

где η – заводской КПД (коэффициент полезного действия) оборудования.

Для нахождения оптимальной скорости резания при токарной обработке таблица необязательна – требуемый показатель легко найти по следующей формуле:

VC = (DC x π xn)/1000 м/мин, где:

• DC — двойной радиус детали;
• n – частота вращения.

В качестве альтернативы можно использовать следующее соотношение:

• • V = CV/((T1 x t2 x S3) x KV, где:
• • Т – стойкость инструмента;
• • CV — коэффициент, применяемый как к заготовке, так и к лезвию;
• • 1, 2, 3 – градусные параметры;
• • KV – поправочное значение, зависящее от материала кромки, качества (точности) и свойств поверхностного слоя.

Опять же, все полученные данные необходимо сверить со стандартными сериями, относящимися к существующей машине, убедившись, что они не отличаются между собой более чем на 5% и не превышают нормированных значений.

Выбор режима на практике

Расчет режимов резания при точении производят специалисты отдела главного технолога предприятия или технологического агентства цеха. Полученные результаты фиксируются в рабочей схеме, где указана последовательность операций, перечень инструментов и режимы изготовления необходимой детали на конкретном токарном станке.

Заводские и цеховые технологи рассчитывают параметры технологического процесса и подбирают соответствующие инструменты и оборудование, используя конструкторские чертежи, эмпирические формулы и табличные показатели из технологических энциклопедий. Но на практике фактические условия поворота могут отклоняться от нормативных по следующим причинам:

• снижение точности оборудования из-за износа;
• отклонения геометрических размеров и физических свойств заготовки.
• отклонение между свойствами расчетного материала.

Резка элементов при токарной обработке

Поэтому для уточнения режимов технологии проектирования применяют метод прохождения испытаний: точение мелких участков поверхности с подбором режимов и последующим измерением геометрии и качества поверхности. Основными недостатками такой дефектации технологического процесса являются увеличение трудозатрат и перерасход производственных ресурсов. Поэтому он используется только в особых случаях:

• простое производство без рабочей карты;
• определение точности работы токарного оборудования перед запуском партии;
• работа с бракованными изделиями (брак и неточность размеров);
• точение литейных и кованых заготовок, не прошедших предварительную лущение;
• запуск изделий из новых материалов.

При первом запуске нового изделия, обрабатываемого на автоматизированном оборудовании, также проводится пробная токарная обработка и выбираются режимы резания вручную. Токарный станок с ЧПУ выполняет все операции по программе, поэтому оператор не всегда может настроить параметры своей работы.

Помимо углеродистой стали, на токарном оборудовании обрабатываются такие металлы, как легированная сталь, чугун, титан, алюминиевые сплавы, бронза и другие медные сплавы. Кроме того, эта обработка используется для обработки материалов с низкой температурой плавления и воспламенения, таких как пластик и дерево.

При работе с пластмассами токарные станки чаще всего применяют при обработке деталей из фотопластика, полистирола, полиуретана, оргстекла, текстолита, а также эпоксидных и карбамидных композитов. Все перечисленные материалы имеют свои особенности при расчете и практическом применении режимов токарной обработки. Это хорошо видно на примере токарной обработки нержавеющей стали, самого распространенного конструкционного материала после углеродистой стали.

Нержавеющая сталь характеризуется низкой теплопроводностью, ударной вязкостью, коррозионной стойкостью, сохранением прочности и твердости при высоких температурах и неравномерном твердении. Кроме того, некоторые марки нержавеющей стали содержат легирующие добавки с повышенной твердостью, обладающие абразивными свойствами. Поэтому при работе с ним на практике применяют специальные режимы токарной обработки и способы охлаждения и смазки детали.

Превращение

Обработка нержавеющей стали осуществляется на высокой скорости с уменьшенной подачей. Высокая вязкость этого материала способствует образованию сплошной фигурной стружки.

Для решения этой проблемы используются фрезы со стружколомом. Для отвода тепла и смазки обрабатываемой поверхности в рабочую зону подается специальная охлаждающая жидкость (смазочно-охлаждающая жидкость) на основе олеиновой кислоты. Это снижает нагрев заготовки и снижает износ фрезы. В последнее время все чаще используются современные методы, также снижающие износ инструмента: направление ультразвуковых волн в рабочую зону и подача на металл слаботочных импульсов.

Последствия слишком высокой и слишком низкой скорости резания

При анализе данных, приведенных в таблице, видно, что при увеличении скорости на четверть стойкость режущего инструмента снижается в три раза. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо выбирать наиболее выгодный по времени вариант: скорость или стойкость инструмента.

В каталогах представлены таблицы, в которых представлены оптимальные скорости обработки при определенных условиях: шероховатость изделия (влияет на износостойкость фрезы), коррозионная стойкость, усталость металла, работоспособность инструмента.

Предполагается, что наиболее близкой к оптимальным значениям является скорость, равная 80% от максимальной. Оно будет разным в зависимости от толщины металла, а также давления газа, используемого для резки.

Слишком высокая скорость отрицательно влияет как на заготовку, так и на инструмент и приводит к:

• Беспорядочный разлет искр при неполной резке металла.
• Неровный срез заготовки (где-то есть, где-то нет).
• Появление косой полосы на поверхности и разводов раствора на срезе снизу.

Слишком низкая скорость:

• Способствует появлению неровностей срезов и переплавов.
• Это приводит к более широкому срезу и оплавлению острых углов.
• Снижает эффективность процесса.

О возможности изменения скорости резания при точении подскажут искры, возникающие при металлообработке и падающие вниз:

• При косом падении искр можно говорить о чрезмерной скорости и необходимости ее снижения.
• При малом количестве, скученности или большом рассеивании искр скорость следует увеличить, так как она недостаточна.

При правильном выборе скорости рез получается ровным, без плавления с изнаночной стороны продукта.

Схема расчетов режима резания на токарном станке

Процедура следующая:

1. • Выберите, какой инструмент вы хотите использовать в этой ситуации; для хрупких материалов подходит лезвие с относительно низкими показателями прочности, а для твердых материалов с максимальными.
2. • Определить толщину удаляемого слоя и количество проходов в зависимости от текущего метода обработки. Здесь важно обеспечить оптимальную точность, чтобы иметь возможность производить изделие с минимальными погрешностями геометрических размеров и поверхностей.

Теперь перейдем к оценке конкретных характеристик, играющих важную роль, и к способам их обнаружения или изменения на практике.

Глубина резания при токарной обработке на станке

Ключевой показатель для обеспечения качества детали, показывающий, сколько материала необходимо удалить за один проход. Общее количество последних рассчитывается с учетом следующих соотношений между квотами:

• • 60% — осадка;
• • от 20 до 30% — смешанные;
• • от 10 до 20% — штраф.

Также играет роль форма заготовки и тип выполняемой операции. Например, при облицовке рассматриваемый параметр равен удвоенному радиусу предмета, а для цилиндрических деталей он находится следующим образом:

k = (Dd)/2, где:

• D и d — диаметры, начальный и конечный соответственно;
• k – глубина удаления.

Если изделие плоское, используются обычные значения линейной длины — 2, 1-2 и до 1 мм соответственно. Также существует зависимость от поддерживаемого класса точности: чем он меньше, тем больше приближений приходится делать для получения результата.

Как определить подачу при точении

Фактически он представляет собой расстояние, которое проходит фреза за один оборот, совершаемый заготовкой. Наибольшая она при черновой обработке, наименьшая — при чистовой, когда надо действовать аккуратно, и качество шероховатости тоже играет роль. В общем случае делается максимально возможное (для операции) с учетом ограничивающих факторов, в том числе:

• • мощность машины;
• • жесткость системы;
• • прочность и ресурс лезвия.

При фрезеровании предпочитают вариант «на зуб», при зачистке отверстий — рекомендуемый для текущего инструмента, в учебных целях — наиболее распространенный, то есть 0,05-0,5 об/мин.

Формула расчета подачи при токарной обработке, соединяющая все ее виды, выглядит так:

SM = S*n = SZ*Z*n, где:

n — частота вращения фрезы,

Z — количество зубьев.

Для упрощения расчетов можно взять данные отсюда:

Диаметр, заготовки и т.д.	Размер инструмента, так далее	Подача, мм/оборот, при выбранной глубине резания, мм
до 3	3-5	5-8	8-12	от 12
Для стали
до 20	16х25-25х25	0,3-0,4	–
20-40	0,4-0,5	0,3-0,4	–
40-60	16х25-25х40	0,5-0,9	0,4-0,8	0,3-0,7	–
60-100	0,6-1,2	0,5-1,1	0,5-0,9	0,4-0,8	–
100-400	0,8-1,3	0,7-1,2	0,6-1	0,5-0,9	–
400-500	20х30-40х60	1,1-1,4	1-1,4	0,7-1,2	0,6-1,2	0,4-1,1
500-600	20×30	1,2-1,5	1-1,4	0,8-1,3	0,6-1,3	0,4-3,2
Для чугуна
до 20	16х25-25х25	–
20-40	0,4-0,5	–
40-60	16х25-25х40	0,6-0,9	0,5-0,8	0,4-0,7	–
60-100	0,8-1,4	0,7-1,2	0,6-1	0,5-0,9	–
100-400	1-1,3	0,9-1,4	0,8-1,1	0,6-0,9
400-500	20х30-40х60	1,3-1,6	1,2-1,5	1,1-1,3	0,8-1	0,7-0,9
500-600	20×30	1,5-1,8	1,2-1,6	1-1,4	0,9-1,2	0,8-1

Если операции выполняются при сильных ударных нагрузках, выбранное значение необходимо умножить на 0,85. Если металл детали — жаропрочная конструкционная сталь, то следует ограничиться 1 мм/оборот.

Читайте также: Станок вертикально-сверлильный 2М112: характеристики, комплектация

Расчет скорости резания при токарной обработке

Это индикатор с самым сильным влиянием, зависящим от следующих факторов:

• • Тип работы;
• • тип используемого инструмента;
• • материал заготовки.

Так концы обрезаются максимально быстро, а сверление происходит уже гораздо медленнее. Для решения стандартных задач параметр легко рассчитать, умножив диаметр будущего изделия на число оборотов в минуту и ​​на тт, а затем разделив на поправочный коэффициент 1000. Для упрощения можно воспользоваться специальным программным обеспечением.

Но если под рукой нет компьютера с установленным программным обеспечением или даже калькулятора, есть альтернативный вариант – уже рассчитанная скорость резания при токарной обработке со стола (ее мы приведем отдельно ниже). Мы также представим вам две формулы — так что вы можете использовать любую из них на основе уже имеющихся у вас значений, а затем обратить свое внимание на нормализованные показатели.

Проверка принятых характеристик

Оборудование должно эксплуатироваться правильно — не только с точки зрения производительности, но и с эксплуатационной точки зрения.

Допустим, вы остановились на каких-то значениях, что делать дальше? Прежде чем настраивать станок по ним, убедитесь в их правильности, так сказать, для подтверждения правильности выбора режимов резания при токарной обработке.

Для этого нужно всего лишь посмотреть паспорт оборудования и свериться с рекомендуемыми параметрами. Нормализованные показатели должны быть выше взятых вами. Если это условие не выполняется, значения следует скорректировать, иначе оборудование вполне может выйти из строя в процессе производства деталей.

Скорость подачи

Он ограничен силами, действующими при резании. Эти силы могут вызвать некоторые неисправности:

• поломка или изменение формы режущего элемента;
• деформация или поломка обрабатываемого материала;
• ошибка машины.

Лучше всего работать на максимальной скорости подачи. Чаще всего это значение берется из специальных таблиц, руководств. Они созданы благодаря серии исследований и экспериментов, проведенных на машиностроительных заводах. На протяжении 47 лет лучшим пособием считалась книга Ю.В. Барановского «Режимы резания металлов» 1972 г. В разные годы им пользовались инженеры заводов, преподаватели, студенты институтов. В пособии учтены результаты экспериментальных исследований механообработки, металлообработки Волжского автомобильного завода.

При выборе скорости подачи из справочного материала это значение изменяется в соответствии с кинематическими показателями оборудования, на котором производится металлообработка. Те, что вы должны взять ближайшее минимальное значение подачи. Для чернового прохода принимают скорость от 0,4 до 1,5 мм за оборот, для чистового от 0,11 до 0,4 мм за оборот.

Если уменьшить скорость подачи и увеличить глубину, нагрузка на оборудование возрастает. Если сделать наоборот, нагрузка уменьшится. Отсюда видно, что наибольшее влияние на оборудование оказывает глубина.

Изменение скорости резания

Скорость резания в металлообработке зависит от:

• Материал, форма, характеристики режущего инструмента.
• Тип оборудования. Токарные станки, фрезерные станки и т.д.
• Характеристики заготовки. Например сталь, какова ее устойчивость к разрыву.
• Глубина резания.
• Тип лечения. Точение, нарезание резьбы.
• Надежность, жесткость крепления заготовки.
• Мощности и характеристики оборудования.
• Характер металлообработки.

На скорость резания, допускаемую режущим элементом, влияют различные нюансы: стойкость инструмента, физические свойства заготовки, количество и качество СОЖ, допустимый и допустимый износ фрезы.

Чем выше скорость движения при резании, тем быстрее сокращается срок службы инструмента. Подходящее значение для режущих инструментов от 25 до 55 м/мин. Если на фрезы установить пластины из твердого сплава, этот показатель можно увеличить до 75-145 м/мин. В этом случае их стойкость составит от получаса до часа.

Особенности определения режимов резания при точении

В первую очередь нужно выбрать глубину обработки, после этого – подачу и скорость. Важно соблюдать именно такую ​​последовательность — увеличивать степень воздействия на инструмент. Сначала рассчитываются свойства, которые могут лишь минимально изменить износ резца, в конце — те, которые максимально влияют на ресурс.

Параметры следует определять по предельным характеристикам оснастки, не забывая при этом учитывать габариты, металл исполнения и конструкцию инструмента.

Важным моментом является найти правильную шероховатость. К тому же лезвие лучше всего брать под конкретный материал, ведь у одного и того же чугуна прочность и твердость, а у алюминия совсем другая. Также не забывайте, что деталь в процессе нагревается и возрастает риск деформации.

Выбор режима резания при включении токарного станка продолжается созданием вида обработки. Каким он будет, черновым или финишным? Первый грубый; для него подходят инструменты, изготовленные из твердой стали и способные выдерживать высокую интенсивность процесса. Второй тонкий, выполняется на малых оборотах, со снятием минимального слоя металла.

Глубина определяется количеством проходов, за которые снимается припуск. Подача представляет собой расстояние, пройденное кромкой за один оборот заготовки, и может быть одного из трех типов:

• • минута;
• • на зуб;
• • наоборот.

Скорость во многом зависит от типа выполняемой операции, например, она должна быть высокой, если стоять лицом друг к другу.

Влияние вспомогательного газа на скорость резания

Вспомогательный газ используется для защиты линзы от грязи и сдувания шлака с нижней части зоны резания. Он распространяется вдоль той же оси, что и лазерный луч. В качестве вспомогательного средства используется инертный газ или сжатый воздух — как для некоторых видов металлических, так и для неметаллических материалов. Таким образом удаляются лишние материалы (расплавленные и т д.) и гасится избыточное горение.

При резании металлов в качестве реактивного газа чаще всего используют кислород, который способствует экзотермической реакции с горячей металлической поверхностью заготовки. Благодаря газу повышается температура резки, что увеличивает скорость на 35-50 %.

При работе с тонкими металлическими листами на высокой скорости подачу газа необходимо увеличить, чтобы шлак не прилипал к обратной стороне реза. Если скорость снижается или берутся листы меньшей толщины, то снижается и подача газа.

Избранные статьи

• Сплав железа с углеродом: как делают сталь и чугун
• Легированные конструкционные стали: свойства и применение
• Железная пластина: универсальный производственный материал

В настоящее время существует довольно много справочных материалов и нормативных документов, с помощью которых можно произвести расчет реза. В них содержатся специальные таблицы — из которых мастер может выбрать нужное ему значение для своих целей. Правильный расчет поможет сделать процесс резки эффективным, а результат – наилучшим.

Какой инструмент использовать

Тот, кто даст:

• • требуемая форма и геометрические параметры заготовки;
• • достаточное качество обработанной поверхности;
• • технологичность и безопасность процесса выпуска;
• • минимальные энергозатраты при хорошей производительности;
• • экономичный расход дорогих и/или редких материалов;
• • техническое обслуживание продукта.

Выше мы уже писали, что от лезвия зависит длина обработки (резки) и подача на оборот при токарной обработке, поэтому ее также необходимо рассмотреть более подробно. Давайте сделаем это прямо сейчас, сгруппируем все разные варианты по их основным признакам и выделим их особенности.

Характеристики режимов резания

Прежде чем подробно рассмотреть все основные параметры, скажем еще несколько слов о методах расчета. Точнее о том, как они перешли от графики к анализу и обработке данных.

По мере совершенствования производства даже самые подробные таблицы оказывались все менее практичными: столбцы, столбцы, соотношения — требовалось много времени, чтобы изучить это и найти нужное значение. И это при том, что основные показатели взаимосвязаны, и снижение/увеличение одного из них провоцировало изменение остальных.

Установив столь очевидную зависимость, инженеры стали применять аналитический метод, то есть продумывать эмпирические формулы, и стали подставлять в них частоту вращения шпинделя, мощность силового агрегата и подачу и находить нужные характеристики. Что ж, развитие компьютеров и появление компьютерного программного обеспечения значительно упростили задачу и защитили окончательные результаты от человеческой ошибки.

Истончение стружки и оптимальная скорость подачи

Утоньшение стружки – производственный брак, возникающий при обработке заготовки таким образом, что ширина режущей кромки составляет менее половины диаметра ширины режущего инструмента. Это снижает количество стружки (размер или количество материала, снимаемого режущим инструментом за один оборот), что приводит к увеличению времени выполнения заказа.

Одним из способов уменьшить эффект истончения стружки является обработка заготовки с высокой скоростью подачи. Это помогает повысить производительность и срок службы инструмента.

Ленточные пилы. Определение стойкости

• производитель: ВИКУС

Под стойкостью режущего инструмента в металлообработке понимают время непрерывной работы инструмента от переточки до переточки или до отказа. При ленточной пиле срок службы полотна ленточной пилы измеряется общим объемом реза

От чего зависит скорость резания

Скорость резки металла напрямую зависит от:

• Инструмент – его форма и свойства металла, из которого он изготовлен.
• Оборудование — фрезерные или токарные станки и т.д.
• Заготовки — его свойства, такие как предел прочности.
• Глубина реза в металле.
• Механическая обработка — резьба или токарная обработка.
• Крепеж — насколько надежно/жестко закреплена заготовка.
• Мощность используемых машин и их характеристики.
• Характер обработки продукта.

Скорость резания и стойкость инструмента напрямую связаны. Выше скорость — ниже прочность. Оптимальной считается — от 25 до 55 м/мин. Твердосплавные лезвия на фрезах позволяют работать на скоростях от 75 до 145 м/мин. При этом сопротивление будет варьироваться от ½ до полного часа.

Лазерная резка требует эмпирического расчета скорости резания при сверлении с учетом материала заготовки и плотности мощности лазера. Если скорость больше определенного порогового значения, она прямо пропорциональна мощности. Отсюда следует, что увеличивая мощность мы увеличиваем скорость.

При этом скорость обратно пропорциональна толщине заготовки и ее плотности.

Вы можете увеличить скорость резки материалов, используя:

• увеличение мощности — с 500 до 3000 Вт (Вт);
• изменение режима лазера;
• уменьшить точку фокусировки – этого можно добиться, взяв объектив с меньшим фокусным расстоянием.

Для металлов другие процессы не повлияют на качество лазерной резки. Вы можете регулировать скорость в определенном диапазоне, сохраняя при этом удовлетворительное состояние/качество реза.

Скорость резания фрезы по металлу

Скорость резания при фрезеровании считается одним из важнейших параметров обработки. Он определяет время снятия слоя материала необходимой толщины с поверхности изделия.

Скорость резания при токарной обработке, а также другие параметры определяют специалисты технического агентства или отдела главного инженера. Все результаты расчетов заносятся в операционную карту. Также отмечается последовательность обработки, используемые инструменты, режимы работы каждого из станков.

Технологи предприятия рассчитывают параметры процесса на основании чертежей, конструкторской документации, эмпирических исследований, справочной информации (показателей) и т.д., определяют оборудование и необходимый инструмент.

Также важно решить, какая обработка будет проводиться – черновая или чистовая. Первый не так критичен в плане точности работы. А второй должен выполняться с максимально точными параметрами, в том числе и с толщиной среза. В частности, по последнему показателю рассчитывается количество проходок инструмента по конкретной единице оборудования.

От чего зависит скорость резца? В основном, из свойств обрабатываемых деталей:

• Алюминиевые сплавы – достаточно распространенные виды сплавов, выпускаемые в разных вариантах. Они оказывают существенное влияние на эксплуатацию материалов и их обработку. Скорость вращения фрезы при резке алюминия находится в пределах 200–420 м/мин. Кроме того, алюминий плавится при довольно низкой температуре. В результате резки металлическая поверхность становится пластичной.
• Латунь – чаще всего сплав используется для изготовления запорной арматуры. Это мягкий металл, поэтому резку следует производить со скоростью 130–320 м/мин.
• Бронза очень мягкий металл, поэтому скорость обработки до 90-150 м/мин.
• Нержавеющая сталь — скорость резки стали самая низкая из перечисленных материалов. Она составляет 45–95 м/мин.

Скорость резания влияет на такие технологические показатели, как качество, производительность труда, износ рабочего инструмента:

• Производительность — Увеличение скорости обработки приводит к увеличению. Это очень важно для массового производства деталей.
• Качество получаемой поверхности – оно напрямую зависит от скорости резания, поэтому отделка всегда на максимально допустимой. Таким образом достигается необходимая шероховатость поверхности. А при черновой резке, наоборот, задается меньшая скорость.
• Скорость износа инструмента — износ фрезы также зависит от скорости, так как высокие значения приводят к более быстрому износу и, следовательно, к снижению производительности и точности. Увеличенный срок службы достигается за счет специальных жидкостей для смазки и охлаждения фрезы.

Материалы ленточных пил WIKUS

• производитель: ВИКУС, ВИКУС

Существуют следующие виды материалов, из которых изготавливаются ленточные пилы Wiku: — инструментальная сталь («пилы из инструментальной стали»); — быстрорежущая сталь («биметаллические пилы»); — карбид . подробнее

Вычисление скорости резания

Время токарной обработки металла (тонн, основное время) является наиболее затратной составляющей общего времени на изготовление единичного изделия. Поэтому экономическая эффективность использования токарного оборудования напрямую зависит от скорости выполнения этой технологической операции.

Правильный расчет скорости резания при токарной обработке важен не только из стоимостных показателей производственной операции. Ошибки в расчете и применении этого параметра могут привести не только к браку детали, но и к повреждению токарного оборудования, приспособлений и инструмента. Ниже приведена последовательность расчета этого показателя для самой распространенной операции — токарной обработки цилиндрической поверхности.

Основные факторы, влияющие на скорость резания

Скорость резания v имеет размерность м/мин и обычно рассчитывается по формуле:

v = π×D×n/1000,

где D — диаметр заготовки в мм; n — скорость вращения шпинделя в об/мин.

Но на токарном оборудовании невозможно количественно определить v как управляющий параметр. При работе на токарном станке регулируются только частота вращения шпинделя и подача инструмента, что зависит не только от величины v, но и от ряда других факторов: материала детали, мощности главного привода, вид токарной обработки и характеристики режущего инструмента. Поэтому при расчете режимов в первую очередь определяется расчетная частота вращения шпинделя:

n = 1000×v/π×D.

На основании полученного результата по таблицам справочной литературы выбирают соответствующее значение v, которое зависит от глубины точения, подачи, материала, типа фрезы и вида операции.

Для расчета теоретической глубины резания t на основании чертежа определяют размерные характеристики детали и заготовки, а затем с учетом геометрических параметров инструмента ее рассчитывают по формуле:

т = (Дд)/2,

где D — диаметр заготовки; d – окончательный диаметр детали.

После расчета значения ti по справочникам определяют табличное значение подачи S в мм/оборотах. В справочных таблицах учитываются: тип материала (различные стали, бронза, чугун, титан, алюминиевые сплавы), вид токарной обработки (черновая, чистовая), параметры резца и геометрия его подхода к обрабатываемой поверхности обработанный. Затем по технологическим таблицам на основании полученных значений t и S определяют vτ — табличное значение скорости резания.

Кроме того, vτ необходимо корректировать в соответствии с фактическими условиями токарной обработки, к которым относятся: стойкость инструмента и технические параметры фрезы, прочностные характеристики материала, физическое состояние обрабатываемых поверхностей и геометрия резания.

Корректировка vt осуществляется с помощью группы поправочных коэффициентов:

вут = вт × К1 × К2 × К3 × К4 × К5,

где вут — уточненная скорость резания; К1 — коэффициент в зависимости от времени резака; К2, К4 — коэффициенты в зависимости от технических параметров фрезы; К3 – коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности; К4 – коэффициент, зависящий от материала фрезы; K5 – коэффициент, зависящий от геометрии машины.

После расчета vut скорректированная скорость вращения гайки рассчитывается по следующей формуле:

гайка = 1000×вут/π×D.

Величина гайки должна быть в диапазоне номинальных скоростей главного привода станка, который указан в заводской документации на токарное оборудование. Если расчетная гайка не имеет точного соответствия в таблицах машины, необходимо использовать ближайший меньший номер.

Формулы для токарной обработки

На последнем шаге вычисляется фактическая скорость резания vf:

vf = π × D × гайка / 1000.

Vf напрямую зависит от мощности главного двигателя машины. Поэтому он является основным параметром при выборе конкретного типа токарного станка для обработки необходимой детали.