Prilikom izvođenja CNC programiranja, programer mora odrediti parametre rezanja za svaku operaciju i kodirati ih u program. Parametri rezanja uključuju brzinu rezanja, dubinu rezanja i brzinu posmaka. Različite metode obrade zahtijevaju odabir različitih parametara rezanja.
1. Načela za odabir parametara rezanja
Za grubu strojnu obradu primarni cilj općenito je povećanje produktivnosti, iako se također moraju uzeti u obzir ekonomska učinkovitost i troškovi strojne obrade. Za polu{1}}završnu i završnu obradu, učinkovitost rezanja, ekonomska učinkovitost i troškovi obrade moraju biti uravnoteženi uz osiguravanje kvalitete strojne obrade. Specifične vrijednosti treba odrediti na temelju priručnika za alatne strojeve i priručnika o parametrima rezanja, u kombinaciji s praktičnim iskustvom.
Za optimizaciju vijeka trajanja alata, redoslijed za odabir parametara rezanja je: prvo odredite dubinu rezanja, zatim brzinu posmaka i na kraju brzinu rezanja.
2. Određivanje dubine rezanja
Dubina rezanja određena je krutošću alatnog stroja, obratka i alata za rezanje. Kad god krutost dopušta, dubina rezanja bi idealno trebala biti jednaka dopuštenju obrade obratka; ovo smanjuje broj prolaza i poboljšava produktivnost.
Principi za određivanje dubine rezanja:
(1) Kada je potrebna površinska hrapavost Ra 12,5 μm–25 μm, a dopuštenje za obradu manje od 5–6 mm, dovoljan je jedan grubi prolaz za ispunjavanje zahtjeva. Međutim, ako je dopuštenje veliko, krutost obradnog sustava je slaba ili alatni stroj nema dovoljno snage, proces se može podijeliti u više prolaza.
(2) Kada je potrebna površinska hrapavost Ra 3,2 μm–12,5 μm, postupak se može podijeliti u faze grube strojne i polu-završne obrade. Dubina rezanja za grubu obradu odabire se kako je gore opisano. Dodatak od 0,5–1,0 mm ostaje nakon grube obrade koji se uklanja tijekom polu-obrade.
(3) Kada je potrebna hrapavost površine Ra 0,8 μm–3,2 μm, proces se može podijeliti u tri faze: gruba obrada, polu-završna obrada i završna obrada. Dubina rezanja za polu-završnu obradu postavljena je na 1,5–2 mm. Za završne radove, dubina rezanja je postavljena između 0,3 mm i 0,5 mm.
3. Određivanje brzine posmaka
Brzina posmaka prvenstveno se odabire na temelju potrebne točnosti obrade i hrapavosti površine, kao i materijala alata za rezanje i obratka. Maksimalna brzina posmaka ograničena je krutošću alatnog stroja i performansama sustava posmaka.
Načela za određivanje brzine dodavanja:
1) Kada se mogu zajamčiti zahtjevi za kvalitetom obratka, može se odabrati veća brzina dodavanja kako bi se poboljšala učinkovitost proizvodnje; ovo se općenito odabire u rasponu od 100–200 m/min.
2) Prilikom izvođenja operacija rezanja, obrade dubokih rupa ili upotrebe alata od brzoreznog čelika (HSS), preporučljiva je niža brzina napredovanja; ovo se općenito odabire u rasponu od 20–50 m/min.
3) Kada se zahtijeva visoka točnost strojne obrade i završna obrada površine, treba odabrati manju brzinu napredovanja, općenito unutar raspona od 20-50 m/min.
4) Tijekom ne-kretanja alata za rezanje (brzi hod), posebno kada se vraćate na referentnu točku ("homing") na velikoj udaljenosti, može se odabrati maksimalna brzina napredovanja koju postavlja CNC sustav stroja.
4. Određivanje brzine vretena
Brzinu vretena treba odabrati na temelju dopuštene brzine rezanja i promjera obratka (ili alata). Formula za izračun je:
n = 1000v / πD
v - Brzina rezanja (m/min), određena izdržljivošću alata;
n - Brzina vretena (r/min);
D - Promjer obratka ili promjer alata (mm).
Izračunatu brzinu vretena (n) treba na kraju prilagoditi dostupnoj postavci brzine na alatnom stroju (ili najbližoj dostupnoj vrijednosti) kako je navedeno u priručniku za stroj. Ukratko, određene vrijednosti parametara rezanja trebaju se odrediti korištenjem analognog pristupa koji se temelji na performansama alatnog stroja, relevantnim priručnicima i praktičnom iskustvu. U isto vrijeme, brzina vretena, dubina rezanja i brzina posmaka trebaju biti međusobno uravnoteženi kako bi se postigli optimalni parametri rezanja.
Referentna formula:
[Slika]
(I) Dubina rezanja (ap)
Okomita udaljenost između obrađene površine i površine koja se tek treba obrađivati definira se kao dubina rezanja. Dubina rezanja ($a_p$) je dubina mjerena okomito na radnu ravninu, koja prolazi kroz baznu točku oštrice; predstavlja dubinu do koje alat za okretanje prodire u obradak tijekom svakog pomaka, te je stoga također poznat kao "dubina rezanja". Na temelju ove definicije, kada se vanjska cilindrična površina okreće uzdužno, dubina rezanja može se izračunati pomoću sljedeće formule:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
Gdje je $a_p$=dubina rezanja (mm);
$d_w$=promjer površine izratka koja se obrađuje (mm);
$d_m$=promjer obrađene površine obratka (mm).
Primjer 1: Dat je promjer površine izratka od $\\Phi$95 mm za strojnu obradu; ako se okrene na promjer od $\\Phi$90 mm u jednom prolazu, izračunajte dubinu rezanja.
Rješenje: $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
(II) Feed ($f$)
Relativni pomak između alata i obratka u smjeru gibanja posmaka za svaki okretaj obratka ili alata.
Ovisno o smjeru posmaka, dijeli se na uzdužni i poprečni; uzdužni posmak se odnosi na posmak duž smjera vodilica postolja tokarilice, dok se poprečni posmak odnosi na posmak okomit na smjer vodilica postolja tokarilice.
(Napomena) Brzina posmaka ($v_f$) odnosi se na trenutnu brzinu odabrane točke na reznom rubu u odnosu na radni komad tijekom pomicanja.
$v_f=fn$
Gdje je $v_f$=brzina dodavanja (mm/s);
$n$=brzina vretena (r/s);
$f$=pomak (mm/s).
(III) Brzina rezanja ($v_c$)
Trenutna brzina odabrane točke na oštrici reza u odnosu na radni komad tijekom primarnog gibanja rezanja. Formula za izračun je sljedeća:
$v_c=(\\pi d_w n) / 1000$
Gdje je $v_c$=brzina rezanja (m/min);
$d_w$=promjer površine izratka koja se obrađuje (mm);
$n$=brzina rotacije obratka (r/min). Izračuni se trebaju temeljiti na maksimalnoj brzini rezanja; na primjer, kod tokarenja, izračun koristi promjer površine koja se obrađuje, jer je brzina najveća i trošenje alata najbrže u toj točki.
Primjer 2: Tokarenje vanjskog promjera obratka promjera Φ60 mm; odabrani broj okretaja vretena struga je 600 o/min. Izračunajte vc.
Rješenje: vc=(π × dw × n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min
U stvarnoj proizvodnji, promjer izratka je obično poznat. Brzina rezanja odabire se na temelju čimbenika kao što su materijal obratka, materijal alata i zahtjevi obrade; ta se brzina zatim pretvara u brzinu vretena tokarilice za podešavanje stroja, što rezultira sljedećom formulom:
n=(1000 × vc) / (π × dw)
Primjer 3: Tokarenje vanjskog promjera remenice (Φ260 mm) na horizontalnom strugu CA6140; odaberite vc=90 m/min i izračunajte n.
Rješenje: n=(1000 × vc) / (π × dw)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 o/min
Nakon izračuna brzine vretena odaberite vrijednost blisku onima navedenima na natpisnoj pločici stroja; u ovom slučaju odaberite n=100 o/min kao stvarnu brzinu tokarilice.
III. Sažetak:
Parametri rezanja
1. Dubina rezanja ap (mm): ap=(dw - dm) / 2 (mm)
2. Brzina posmaka f (mm/r)
3. Brzina rezanja vc (m/min): vc=π × d × n / 1000 (m/min)
n=1000 × vc / (π × d) (o/min)
