Формула скорости резания при фрезеровании: Выбор скорости и режима резания при фрезеровании концевыми фрезами: расчеты и формулы минутной подачи на зуб на фрезерном станке

Особенности режимов резания, формулы скорости и глубины резания

Одной из операций, сопровождающих изготовление деталей на токарных станках, является фрезерование. Важное значение в этом процессе имеют такие параметры, как глубина и скорость резания. Необходимые значения ищутся с помощью формул и подбираемых под каждую деталь или изделие режимов. Далее, подробно разберем, что представляют собой режимы резания при фрезеровании.

• Этапы обработки
• Глубина резания
• Скорость резания
• Правила черновой обработки
• Контроль размеров

Этапы обработки

Детали изготавливаются из прутков, имеющих разное сечение и форму: квадратные, шестигранные, круглые и другие. Если необходимо снять слой материала, который превышает по объему саму деталь, то стараются использовать заготовки в виде отливок или поковок.

Обработка деталей на станках производится в несколько этапов:

1. Первой стадией является черновая обдирка будущей детали;
2. Снимается значительный по объему слой материала;
3. Далее, следует сделать чистовую обработку материала.

Важный момент при обработке деталей: в зависимости от того, насколько высокая точность требуется для изготовления детали, черновую обработку можно произвести на очень мощном и не самом точном станке, а вот уже чистовую обдирку можно делать на прецизионном станке, хоть и менее мощном.

Глубина резания

При черновой обдирке материалов производят снятие значительного объема с поверхности заготовки. Толщина снимаемого слоя при обработке цилиндрических поверхностей есть глубина резания. Вычислить же ее можно по формуле вида t=(D-d)/2. Когда идет подрезание торцевых поверхностей, то значение глубины резания такая же, как и толщина материала, снимаемого с поверхности заготовки.

При этом глубина отрезки мало влияет на скорость. Выбирается она в соответствии с износостойкостью резца, мощностью резцового механизма и при условии отсутствия паразитных вибраций. Если же они возникают, то следует уменьшить скорость подачи режущего инструмента до полного успокоения конструкции.

Скорость резания

Черновая обдирка заготовки предполагает вычисление скорости отрезки. Для этого применяют формулу скорости резания: Vc=(pi*Dm*n)/1000. В этой формуле следующие обозначения:

• Vc — скорость отрезки, измеряется как метры в минуту;
• Pi — постоянная, равняется 3,14;
• Dm — максимальный диаметр заготовки, рассчитываемый в миллиметрах;
• n — число оборотов шпинделя в оборотах за одну минуту.

В этой формуле является очевидным, что с ростом диаметра заготовки растет и скорость резания при условии постоянного числа оборотов шпинделя. При токарной обработке также важно учитывать твердость материала обработки и самого резца. Пример: имеется углеродистая сталь с твердостью порядка 200 H. B. Резцы твердого сплава требуют скорости резания 200 метров в минуту.

Согласно формуле для оборотов шпинделя n=(1000*Vc)/pi*Dm, при заготовке в 40 миллиметров и скорости отрезания порядка 100 метров в минуту число оборотов должно составлять 790 оборотов в минуту. В реальных же условиях данный показатель равняется 700 оборотам. Если же заготовка обладает диаметром в два раза больше, то число оборотов уменьшается до 160 в минуту.

Правила черновой обработки

Как и любая технологическая операция, черновая обработка материалов требует соблюдения определенных правил. Перечислим основные правила чернового точения:

1. При выборе глубины резания следует помнить, что ее значение не превышает 2/3 ширины режущей кромки;
2. Черновая обдирка производится в несколько этапов;
3. Обдирочным должен быть проходной резец;
4. Первый проход по длине должен составлять размер поверхности детали без учета одного миллиметра;
5. Как только произвели обдирку проходным резцом, необходимо с помощью подрезного резца поработать с торцом.

Соблюдая эти несложные правила, вы сможете произвести качественную первую обработку деталей и быть уверенными в качестве производства.

Контроль размеров

Токарная обработка сопровождается контролем линейных и диаметральных размеров детали. При обоих видах обработки чаще всего используют штангенциркуль. Также для диаметральных размеров при чистовой обработке необходимо воспользоваться микрометром и мерными скобами. В зависимости от того, насколько сложное производство, могут применяться и другие инструменты, уровни, специальные линейки, динамометры и другие. Производить контроль размеров необходимо несколько раз, чтобы определить отклонения и на этом основании решить вопрос о дальнейшей судьбе изделия.

Обработка детали является очень важным моментом в производстве изделия. Данная операция должна производиться со всей тщательностью и согласно нормам. При черновой и чистовой обработке важно учитывать формулы для скорости и глубины резания. Это позволит изготовить качественную и надежную деталь, которая обработана по всем правилам и нормам.

Режимы резания для станков с ЧПУ

Режимы резания для станков с ЧПУ

2016-09-02

Режимы резания для станков с ЧПУ, используемые на практике в зависимости от обрабатываемого материала и типа фрезы

Теоретические основы по выбору режимов резания на фрезерных станках
Скорость вращения шпинделя, скорость подачи — всё это основы резания. Получить информацию об этом сравнительно легко. В любой книге по фрезерному делу можно найти данную информацию. Ниже приводится краткий конспект одной из таких книг. Выбор диаметра фрезы для работы определяется по двум параметрам — ширине и глубине фрезерования.

Режимы резания

Ширина фрезерования — ширина обрабатываемой поверхности задается, как правило, в чертеже и определяется размером детали или заготовки. В случае обработки нескольких заготовок закреплённых рядом, ширина фрезерования кратно увеличивается.

Глубина фрезерования (или глубина резанья) — толщина слоя снимаемого фрезой материала за один проход. Если снимать много то фреза делает два и более проходов. При этом последний проход производят с небольшой глубиной резанья для получения более чистой поверхности обработки. Такой проход называют чистовым фрезерованием в отличие от предварительного или чернового фрезерования, которое производят с большей глубиной резанья. Однако при небольшом припуске на обработку, фрезерование производится за один проход.

Скорость резанья — это путь (обычно обозначаемый в метрах), который проходят режущие кромки зубьев фрезы в одну минуту. Скорость резанья рассчитывается по следующей формуле: длину окружности фрезы умножаем на количество зубьев фрезы и на количество оборотов в минуту и все делим всё на 1000 (переводим миллиметры в метры).
Скорость резанья обычно определяют по справочным таблицам режимов резанья. Так как скорость резанья при фрезеровании зависит от стойкости конкретной фрезы, то рекомендуемая в таблицах скорость резанья соответствует тому, на какой максимальной скорости может происходить резанье без поломки фрезы.

Подача — это величина (обычно обозначаемая в миллиметрах) перемещения шпинделя станка в продольном — Y, поперечном — X или вертикальном — Z направлении.

Подача в одну минуту — величина перемещения шпинделя в миллиметрах за время, равное одной минуте. Вычисляется по формуле: подача в одну минуту равна подачи на один зуб фрезы умноженной на число зубьев фрезы и умноженной на количество оборотов фрезы в минуту.

Режимы резания для станков с ЧПУ

Как известно, основами резания являются скорость вращения шпинделя и скорость подачи. Выбор диаметра фрезы для работы определяется по двум параметрам — ширине и глубине фрезерования. Ширина фрезерования, или ширина обрабатываемой поверхности, задается, как правило, в чертеже и определяется размером детали или заготовки. В случае обработки нескольких заготовок, закрепленных рядом, ширина фрезерования кратно увеличивается.

Глубина фрезерования — толщина слоя снимаемого фрезой материала за один проход. Если снимать много, то фреза делает два и более проходов. При этом последний проход производят с небольшой глубиной резанья для получения более чистой поверхности обработки. Такой проход называют чистовым фрезерованием в отличие от предварительного или чернового фрезерования, которое производят с большей глубиной резанья. Однако при небольшом припуске на обработку фрезерование производится за один проход.

Скорость резанья — это путь (обычно обозначаемый в метрах в минуту), который проходят режущие кромки зубьев фрезы в одну минуту.

Скорость резанья обычно определяют по справочным таблицам режимов резанья. Так как скорость резанья при фрезеровании зависит от стойкости конкретной фрезы, то рекомендуемая в таблицах скорость резанья соответствует тому, на какой максимальной скорости может происходить резанье без поломки фрезы.

Подача в одну минуту — величина перемещения шпинделя в миллиметрах за время, равное одной минуте. Вычисляется она по следующей формуле: подача в одну минуту равна подаче на один зуб фрезы, умноженной на число зубьев фрезы и умноженной на количество оборотов фрезы в минуту.

Выбирать фрезы для 3D — в качестве режущего инструмента для мощных скоростных фрезерных станков с ЧПУ используют в основном цельные концевые твердосплавные фрезы. Основным требованием к режущему инструменту является твёрдость сплава,

Приведенная ниже таблица содержит справочную информацию параметров режима резания, взятые из практики. От этих режимов рекомендуется отталкиваться при обработке различных материалов со схожими свойствами, но не обязательно строго придерживаться их.

Необходимо учитывать, что на выбор режимов резания, при обработке одного и того же материала одним и тем же инструментом, влияет множество факторов, основными из которых являются: жесткость системы Станок – Приспособление – Инструмент – Деталь (СПИД), охлаждение инструмента, стратегия обработки, высота слоя снимаемого за проход и размер обрабатываемых элементов.

Разница между скоростью подачи и скоростью резания

Содержание

Подпишитесь на советы экспертов по проектированию и производству, которые будут доставлены на ваш почтовый ящик.

Скачать

CNC-обработка — это субтрактивный производственный процесс, который включает в себя срезание стружки материала до получения конечного продукта. Итак, во-первых, машинисты должны знать количество материала, которое станок срежет за один оборот, и скорость, с которой будет двигаться станок с ЧПУ. Вот где важна разница между скоростью подачи и скоростью резания.

При проектировании деталей для станков с ЧПУ важно учитывать эти параметры. Это потому, что они обеспечивают оптимизацию различных частей процесса обработки с ЧПУ. В то время как скорость резания более важна для оптимизации таких факторов, как срок службы инструмента и энергопотребление, скорость подачи имеет решающее значение для определения времени обработки и шероховатости обработанной поверхности. В этой статье мы сравним скорость подачи и скорость резания и объясним, как получить каждую из них.

Что такое скорость резания?

Скорость резания обычно определяется как относительная скорость между поверхностью заготовки и режущим инструментом. Некоторые эксперты также определяют его как скорость перемещения заготовки мимо режущей кромки инструмента. Машинисты измеряют его в метрах в минуту (м/мин) или футах в минуту (фт/мин). Скорость резания является достаточно важным фактором при определении других параметров обработки на станках с ЧПУ, таких как температура резания, потребляемая мощность, стойкость инструмента и др. Ее влияние на эти параметры служит существенной разницей между скоростью подачи и скоростью резания.

Токарный станок с ЧПУ

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

Твердость заготовки

Одним из наиболее важных факторов, определяющих скорость резания, является твердость разрезаемого материала. Чем тверже материал, тем медленнее скорость резания, и наоборот. Например, для обработки таких материалов, как сталь, потребуется более низкая скорость резания по сравнению с алюминием.

Материал режущего инструмента

Существуют различные токарные инструменты, используемые для различной обработки с ЧПУ. Каждый из этих инструментов также изготовлен из разных материалов, поэтому обладает разными свойствами твердости. Материал режущего инструмента оказывает значительное влияние на скорость резания, используемую в процессе обработки. Если режущий материал имеет высокую прочность, оператор может использовать высокую скорость резки с небольшим ущербом. Однако более мягкие материалы режущего инструмента имеют тенденцию к быстрому износу при более высоких скоростях резания. Это приведет к сокращению срока службы инструмента.

Ожидаемый срок службы инструмента

Другой фактор, который важен для определения скорости резания, — это то, как долго слесарь хочет, чтобы инструмент прослужил. Это будет включать в себя рассмотрение таких переменных, как стоимость инструмента и стоимость инструмента по сравнению с количеством производимых деталей. Если такие переменные благоприятны, то можно было бы использовать высокую скорость.

Что такое скорость подачи?

Подача – это расстояние, которое проходит режущий инструмент за один оборот шпинделя. Она также определяется как скорость, с которой фреза приближается к заготовке. Он измеряется либо в дюймах на оборот, либо в миллиметрах на оборот (ipr или mpr) для процессов токарной обработки и растачивания. Однако машинисты используют дюймы в минуту или миллиметры в минуту (ipm или mpm) для процессов фрезерования. При расчете скорости подачи оператор учитывает количество канавок (или зубьев) режущего инструмента и рассчитывает скорость подачи для каждого зуба.

Скорость подачи и скорость шпинделя

Скорость подачи также влияет на те же факторы, что и скорость резания. Единственная разница в том, что его эффекты в меньшей степени. Однако скорость подачи важна для окончательного эстетического вида обработанной детали (т. е. чистоты поверхности обработанной детали). Следовательно, его оптимизация также очень важна в процессах обработки с ЧПУ. Чтобы определить его оптимальное значение, операторы учитывают следующие факторы:

Ширина реза

Любая ширина резания меньше половины диаметра приводит к истончению стружки. Истончение стружки — это производственный дефект, при котором уменьшается количество стружки (количество материала, срезаемого инструментом за один оборот). Утончение стружки может привести к увеличению времени выполнения заказа; поэтому важно избегать этого. Кроме того, увеличение скорости подачи поможет уменьшить эффект истончения стружки, тем самым повысив производительность и срок службы инструмента.

Другие факторы, которые могут влиять на скорость подачи, включают:

• Тип инструмента.
• Мощность, доступная на шпинделе станка.
• Прочность заготовки.
• Число витков резьбы на дюйм (TPI) для метчиков, резьбонарезных головок и инструментов для нарезания резьбы и т. д.

Попробуйте RapidDirect прямо сейчас!

Вся информация и загрузки защищены и конфиденциальны.

В чем разница между скоростью подачи и скоростью резания?

Из-за близких типов определений обоих параметров их можно спутать друг с другом. Некоторые машинисты также называют этот параметр разницей между скоростью и подачей. Существует довольно много практических факторов, которые определяют разницу между скоростью подачи и скоростью резания. Примеры таких факторов включают:

Температура резания и стойкость инструмента

Температура резания является решающим фактором, определяющим разницу между скоростью подачи и скоростью резания. Это связано с тем, что более высокая температура резания может повлиять на такие параметры, как стойкость инструмента детали и чистота поверхности. Степень влияния обоих параметров на температуру резания и стойкость инструмента отличает их друг от друга. Это оказывает сравнительно меньшее влияние на температуру резания и срок службы инструмента, чем скорость резания для скорости подачи. Следовательно, разница между скоростью подачи и скоростью резания заключается в степени их влияния на температуру резания и стойкость инструмента.

Шероховатость поверхности и фестончатые отметки

Деталь с фестончатыми метками

Фестончатые метки также известны как метки подачи. Эти следы всегда сопровождают прототипы и детали, обработанные на станках с ЧПУ, и они являются основной причиной шероховатости поверхности. Скорость подачи оказывает прямое влияние на наличие фестончатых следов на любой детали. Следовательно, чем выше скорость подачи, тем выше степень фестончатости и шероховатости поверхности. Однако скорость резания не влияет на фестончатые следы; следовательно, это не влияет на отделку поверхности.

Направляющая и образующая

В геометрии образующая — это точка или поверхность, которая создает новую форму при перемещении вдоль заданной части. Заданный путь, по которому движется образующая, является направляющей. При механической обработке основная цель состоит в том, чтобы создать геометрические поверхности с эстетически приятной отделкой и более высокой точностью. Следовательно, эти два параметра необходимы в процессах механической обработки. Разница между скоростями и подачами заключается в том, что скорость резания обеспечивает образующую, а движение подачи обеспечивает направляющую.

Другие факторы, которые различают скорость подачи и скорость резания, включают:

• Единицы измерения.
• Влияние на силу резания и энергопотребление.
• Кроме того, движение, которое создает скорость резания и скорость подачи, отличается (движение резания и движение подачи соответственно).

Параметр	Скорость резания	Скорость подачи
ТЕМПЛАТА И СРЕДА ПО ИНСТРУМЕНТА
0016	В большей степени влияет на эти параметры.	Влияет на эти параметры в меньшем масштабе.
Шероховатость поверхности и зубчатые отметки	Не влияет на шероховатость поверхности.	Оказывает значительное влияние на шероховатость поверхности готовой детали.
Директриса и образующая	Скорость резания генерирует директрису.	Скорость подачи создает образующую.
Единицы движения	Машинисты измеряют его в метрах в минуту (м/мин) или футах в минуту (фт/мин).	Машинисты измеряют его в метрах на оборот (mpr) или дюймах на оборот (ipr).
Создание движения	Движение резания создает скорость резания.	Движение подачи создает скорость подачи.
Влияние на силу резания и потребляемую мощность	Скорость резки влияет на параметры в более широком масштабе.	Скорость подачи влияет на эти параметры в меньшей степени.

Скорость подачи и скорость резания

Как определить скорость резания и подачу

Как определить скорость резания и подачу

скорость подачи. Вы заметите, что скорость шпинделя является основой для определения как скорости резания, так и скорости подачи. Кроме того, скорость подачи включает две формулы, прежде чем будет получен окончательный ответ. Во-первых, необходимо определить подачу на зуб. Затем это значение используется для определения скорости подачи режущего инструмента.

Заключение

Определение оптимальной скорости подачи и скорости резания может быть факторами, улучшающими процесс обработки с ЧПУ для получения качественно обработанной детали. Тем не менее, вам не нужно беспокоиться ни об одной из этих производственных проблем, когда вы отдаете работу на аутсорсинг в RapidDirect. С нашими опытными машинистами и программистами станков с ЧПУ вы всегда будете получать лучшую обработанную деталь каждый раз, когда будете работать с нами. Итак, свяжитесь с RapidDirect уже сегодня, чтобы получить все, что вам нужно для станков с ЧПУ.

Расчет скорости вращения шпинделя — Maths Machine Shop

Когда мы программируем токарные или фрезерные станки с ЧПУ, расчет правильной скорости шпинделя важен для достижения хорошего качества поверхности и согласованности размеров наших деталей. Это также помогает нашему инструменту служить дольше. Если мы сделаем большой разрез слишком быстро, это может даже повредить машину.

При работе со станками нам нужно быть уверенным в большом количестве математических расчетов механического цеха, и скорость вращения шпинделя, возможно, является одной из самых важных для понимания безопасной эксплуатации наших станков.

Давайте посмотрим, как мы рассчитываем скорость шпинделя токарного станка с ЧПУ.

Приведенный выше видеоурок является частью серии видеороликов, которые я сделал для Практического механика. Они доступны здесь. Метрическая формула использует 1000 для преобразования в правильные единицы, а британская версия использует 12.

Остальная часть уравнения такая же.

Загрузите эту инфографику для справки.

Переменные, используемые для наших уравнений, представляют следующие значения:

Н = скорость шпинделя
Это значение, которое выводит формула, после того как мы ввели всю информацию в уравнение, в результате мы получаем скорость шпинделя.

D = диаметр инструмента или детали
При работе с метрическими или британскими размерами на фрезерном станке мы вставляем диаметр инструмента вместо «D». 1000 (или 12) в верхней половине уравнения позаботится о преобразовании его в правильные единицы. При работе на токарном станке с ЧПУ мы используем диаметр обрабатываемой детали.

Пи = 3,14159
При работе в метрической системе трех знаков после запятой более чем достаточно, чтобы получить точный результат, а в британской системе мне нравится работать с четырьмя.

В = скорость резания
Значение, которое мы используем для скорости резания, обычно определяется производителем вашего инструмента и насадок, существуют различные онлайн-источники, но их следует использовать только в качестве приблизительного ориентира, поскольку они не предназначены для вашего конкретного инструмента. Подробнее об этом позже.

1000 или 12
Эта часть уравнения преобразует ответ либо в метрические, либо в имперские единицы, мы используем 1000 для метрических и 12 для имперских вычислений.

Чтобы найти правильную скорость шпинделя для метрической детали, сначала нам нужно найти скорость резания. На обратной стороне коробки с правосторонними ножами, которые у меня есть, написано, что если мы используем инструмент из быстрорежущей стали для резки нержавеющей стали, то скорость резания составляет 15. Таким образом, в данном случае V = 15.

Единственное другое неизвестное значение, которое нам нужно ввести в формулу, это диаметр детали, и мы должны легко получить эту информацию путем измерения. Допустим, мы режем на токарном станке вал диаметром 20 мм.

Верхняя часть уравнения — это V x 1000 или 15 x 1000, теперь мы знаем наше значение V.

Мы можем сказать, что 15000 — это значение числителя

Нижняя часть уравнения — это PI x диаметр инструмента/детали , или 3,141 X 20. Итак, теперь мы знаем, что значение знаменателя равно 62,82

Теперь наше уравнение имеет известные значения, мы можем заняться математикой.

15000 разделить на 62,82 = 241,9, давайте округлим до 242

Теперь мы знаем N = 242 об/мин, поэтому мы также знаем, какую скорость нам установить.

Чтобы найти правильную скорость шпинделя для британской детали, все то же самое, за исключением того, что мы используем 12 вместо 1000.

Выход N по-прежнему указывается в оборотах в минуту.

Мы вставляем правильную скорость резания для инструмента вместо V.

И мы заменяем правильный диаметр (D) детали или инструмента в зависимости от того, рассчитываем ли мы скорость шпинделя для токарных или фрезерных станков.

Это вернет правильный RPM (N).

Чтобы увидеть этот расчет, посмотрите видео выше.

Если мы знаем число оборотов в минуту, но хотим найти либо диаметр инструмента, либо скорость резания, мы можем транспонировать формулу, чтобы сделать любую деталь предметом.

Это немного углубляет математическую теорию. Чтобы узнать, как транспонировать уравнения, я рекомендую мой курс математики для механических мастерских здесь

Изучение того, как рассчитать скорость вращения шпинделя, является лишь частью моего курса математики для механических мастерских под названием «Скорости и подачи — Математика для механических цехов»

Зарегистрируйтесь сейчас, чтобы освоить скорость подачи стола , подача на зуб, подача на оборот, расчеты времени резания и скорости шпинделя.