Швидкість різання при фрезеруванні, точінні та інших видах механічної обробки деталей

Розрахунок режимів різання – це найважливіший етап при виготовленні будь-якої деталі. Дуже важливо, щоб він був раціональним. Це обумовлюється тим, що для різних механічних операцій необхідно індивідуально підбирати швидкість різання, частоту обертання шпинделя, величину подачі, а також товщину шару, що знімається. Раціональний режим – це такий, під час якого витрати на виробництво будуть мінімальними, а якість отриманого виробу – максимально точним.

Основні принципи розрахунків

Для того щоб виготовити деталь з необхідними розмірами і класом точності, в першу чергу виконують її креслення і розписують маршрутну технологію. Крім того, дуже важливо вибрати правильну заготовку (поковка, штампування, прокат) і необхідний матеріал, з якого буде виготовлятися виріб. Вибір різального інструменту – також досить важлива завдання. Для кожної окремої операції вибирається необхідний інструмент (різець, фреза, свердло, зенкер).


Крім цього, для кожного пункту, написаного в маршрутної технології, виконується окремий процес, навіть якщо він застосовується до однієї і тієї ж робочої поверхні. Наприклад, потрібно зробити отвір D = 80 мм і нарізати внутрішню метричну різьбу з кроком Р = 2 мм. Для кожної з операцій слід окремо підібрати такі значення, як глибина різання, швидкість різання, кількість обертів, а крім того, підібрати ріжучий інструмент.

Необхідну якість поверхні

Важливо враховувати також і вид обробки (чистова, чорнова і напівчистова), адже вибір коефіцієнтів розрахунках залежить від цих параметрів. Як правило, під час чорнової обробки швидкість різання набагато більше, ніж при чистовій. Це пояснюється так: чим краще якість оброблюваної поверхні, тим меншою повинна бути її швидкість. Цікаво, що при точінні титанових сплавів величина шорсткості збільшується при високих показниках, так як в зоні обробки виникають сильні коливання, а ось на параметри Ra і Rz вона абсолютно не впливає.

Фактори, що впливають на швидкість різання при фрезеруванні та інших операціях

На вибір розрахунків впливає величезна кількість чинників. Всі вони відрізняються між собою в залежності від виду обробки деталі. Наприклад, для розсвердлювання отворів, можна вибрати подачу в два рази більше, ніж для свердління. Крім того, цей показник при обробці без обмежуючих факторів вибирають максимально допустимим, згідно міцності використовуваного інструменту. При струганні і прорізанні пазів в основну формулу режиму різання додають коефіцієнт, який враховує ударне навантаження – K v . При нарізуванні різьби дуже важливо звертати увагу на вибір ріжучого інструменту, так як при використанні різця в упор необхідний ручний відведення, а значить, і швидкість повинна бути мінімальною. Швидкість різання при фрезеруванні залежить від діаметра робочого інструменту (D) і ширини поверхні (В). Більш того, при обробці сталевих поверхонь торцевими фрезами обов'язково розташовувати заготівлю несиметрично відносно ріжучого інструменту. Якщо ж знехтувати цим правилом, то її стійкість може значно знизитися.
Це дуже важливий показник, який впливає на розрахунок швидкості різання. Він позначає період роботи ріжучого інструменту до моменту його затуплення. Період стійкості збільшують при багатоінструментальною обробці.

Основні формули

Швидкість різання при будь-якій операції в першу чергу залежить від обраного ріжучого інструменту, від матеріалу заготовки, від глибини і величини подачі. На її формулу впливає і спосіб механічної обробки. Визначити швидкість різання можна як табличним методом, так і за допомогою розрахунку. Так, при растачивании, а також зовнішньому, поперечному і поздовжньому точінні використовують наведену нижче формулу. Чим даний розрахунок відрізняється від інших? При фасонному точінні, прорізанні і відрізанні глибина різання не враховується. Але в деяких випадках може також братися така величина, як ширина прорізу. Наприклад, при обробці вала шириною буде вважатися її діаметр, а при вытачивании канавки – її глибина. За рахунок того, що при прорізанні виконати відведення різця досить важко, подачу вибирають не більше 02 мм/об, а швидкість різання – 10-30 мм/хв. Також можна виконати розрахунок за іншою формулою. При свердлінні, зенкеровании, рассверливании і розгортанні дуже важливо правильно визначити швидкість різання й подачу. При дуже великих значеннях ріжучий інструмент може "згоріти" або ж зламатися. Для обчислень при свердлінні використовується формула, наведена нижче. Швидкість різання при фрезеруванні залежить від діаметра фрези, кількості зубів і ширини оброблюваної поверхні. Обирана глибина обумовлюється жорсткість і потужністю верстата, а також припусками на бік. Значення стійкості фрези залежить від її діаметра. Так, якщо D = 40-50 мм, то Т = 120 хв. А коли D знаходиться в діапазоні 55-125 мм, показник T дорівнює 180 хв. Швидкість різання при фрезеруванні має формулу, наведену на фото. Позначення: C v – коефіцієнт, який залежить від механічних властивостей оброблюваної поверхні. Т – стійкість різального інструменту. S – величина подачі. t – глибина різання. B – ширина фрезерування z – число зубів фрези. D – діаметр оброблюваного отвору (в деяких випадках ріжучого інструменту, наприклад, свердла) m, x, y – показники ступенів (вибираються з таблиць), які визначаються для конкретних умов різання і, як правило, мають значення m=02; x=01; y= 04. K v – поправочний коефіцієнт. Він необхідний, так як обчислення проводяться за допомогою коефіцієнтів, взятих з таблиць. Його використання дозволяє отримати дійсне значення швидкості різання з урахуванням певних значень згаданих вище факторів.

Табличний і програмний спосіб

Оскільки виконання розрахунків – це досить трудомісткий процес, в спеціалізованій літературі і на різних інтернет-ресурсах існують спеціальні таблиці, в яких вже зазначаються необхідні параметри. Крім того, існують програми, які самі виконують розрахунок режимів різання. Для цього вибирається необхідний вид механічної обробки і вводяться такі показники, як матеріал заготовки й різального інструменту, необхідні розміри, глибина, квалитеты точності. Програма сама розраховує швидкість різання при точінні, подачу і частоту обертання.