Tijekom CNC programiranja, programer mora odrediti parametre rezanja za svaku operaciju i ugraditi ih u program u obliku instrukcija. Ovi parametri rezanja uključuju, između ostalog, brzinu rezanja, dubinu rezanja i brzinu posmaka. Različite metode strojne obrade zahtijevaju odabir specifičnih parametara rezanja prilagođenih svakom procesu.
1. Načela za odabir parametara rezanja
Tijekom grube strojne obrade, primarni cilj općenito je maksimiziranje produktivnosti; međutim, ekonomska učinkovitost i troškovi strojne obrade također se moraju uzeti u obzir. Za polu-završnu i završnu strojnu obradu, fokus se pomiče na balansiranje učinkovitosti rezanja, ekonomske isplativosti i troškova strojne obrade, dok se istovremeno osigurava potrebna kvaliteta strojne obrade. Specifične numeričke vrijednosti za ove parametre treba odrediti na temelju tehničkih specifikacija alatnog stroja i priručnika o parametrima rezanja, dopunjenih praktičnim iskustvom.
Iz perspektive vijeka trajanja i trajnosti alata, preporučeni redoslijed za odabir parametara rezanja je sljedeći: prvo odredite dubinu rezanja, zatim posmak i na kraju brzinu rezanja.
2. Određivanje dubine rezanja
Dubina rezanja određena je krutošću alatnog stroja, obratka i alata za rezanje. Pod uvjetom da krutost sustava to dopušta, dubina rezanja bi idealno trebala biti postavljena na jednaku ukupnom dodatku za strojnu obradu (uklanjanje zaliha) izratka; ovaj pristup smanjuje broj potrebnih prolaza, čime se povećava učinkovitost proizvodnje.
Principi za određivanje dubine rezanja:
(1) Kada je potrebna površinska hrapavost obratka unutar raspona od Ra 12,5 μm do 25 μm, a dopuštenje za strojnu obradu je manje od 5 mm do 6 mm, postupak grube obrade obično se može dovršiti u jednom prolazu kako bi se zadovoljile specifikacije. Međutim, ako je dopuštenje za strojnu obradu značajno, krutost procesnog sustava je nedovoljna ili alatnom stroju nedostaje odgovarajuća snaga, operacija se može podijeliti u više prolaza.
(2) Kada je potrebna hrapavost površine unutar raspona od Ra 3,2 μm do 12,5 μm, proces treba podijeliti u dvije faze: grubu strojnu obradu i polu-završnu obradu. Odabir dubine rezanja za fazu grube strojne obrade slijedi gore navedena načela. Nakon grube strojne obrade, na površini obratka treba ostaviti zaostali dodatak od 0,5 mm do 1,0 mm, koji će se naknadno ukloniti tijekom faze polu-završne obrade.
(3) Kada zahtijevana hrapavost površine padne unutar raspona Ra od 0,8 μm do 3,2 μm, proces treba podijeliti u tri faze: gruba obrada, polu-završna obrada i završna obrada. Za fazu polu{5}}završne obrade, dubina rezanja treba biti postavljena između 1,5 mm i 2 mm. Tijekom završne obrade, dubina rezanja treba biti postavljena između 0,3 mm i 0,5 mm.
3. Određivanje brzine dodavanja
Brzina posmaka prvenstveno se odabire na temelju potrebne preciznosti obrade i hrapavosti površine dijela, kao i materijala alata za rezanje i obratka. Maksimalna brzina posmaka ograničena je krutošću alatnog stroja i performansama njegovog sustava posmaka.
Načela za određivanje brzine dodavanja:
1) Kada se mogu zajamčiti zahtjevi kvalitete izratka, može se odabrati veća brzina posmaka kako bi se povećala učinkovitost proizvodnje. Općenito, odabire se vrijednost unutar raspona od 100 do 200 m/min.
2) Prilikom izvođenja operacija rezanja, obrade dubokih rupa ili korištenja alata od-brzoreznog čelika, preporučljivo je odabrati nižu brzinu posmaka; obično se odabire vrijednost unutar raspona od 20 do 50 m/min.
3) Kada se postavljaju visoki zahtjevi za preciznost obrade i hrapavost površine, treba odabrati nižu brzinu posmaka; općenito se odabire vrijednost unutar raspona od 20 do 50 m/min.
4) Tijekom ne-kretanja alata za rezanje-osobito pri vraćanju na "nultu točku" na velikoj udaljenosti-može se odabrati maksimalna brzina posmaka konfigurirana unutar CNC sustava alatnog stroja.
4. Određivanje brzine vretena
Brzinu vretena treba odabrati na temelju dopuštene brzine rezanja i promjera obratka (ili alata za rezanje). Formula za izračun je sljedeća:
n = 1000v / πD
v - Brzina rezanja (u m/min), određena izdržljivošću alata za rezanje;
n - Brzina vretena (u o/min);
D - Promjer obratka ili alata za rezanje (u mm).
Izračunata brzina vretena *n* mora se na kraju prilagoditi da odgovara jednoj od dostupnih brzina navedenih u specifikacijama alatnog stroja ili najbližoj dostupnoj brzini. Ukratko, specifične vrijednosti za parametre rezanja treba odrediti na temelju mogućnosti izvedbe alatnog stroja i relevantnih tehničkih priručnika, u kombinaciji s praktičnim iskustvom, često koristeći analogni pristup. Nadalje, brzina vretena, dubina rezanja i posmak trebaju biti usklađeni kako bi se osigurala međusobna kompatibilnost, čime se uspostavlja optimalan skup parametara rezanja.
Referentna formula:
(I) Dubina rezanja (ap): Okomita udaljenost između strojno obrađene površine obratka i površine koja se tek treba strojno obrađivati definira se kao dubina rezanja. *Dubina rezanja* ($a_p$) je količina uklonjenog materijala, mjerena od referentne točke na oštrici u smjeru okomitom na radnu ravninu. Predstavlja dubinu do koje alat za okretanje prodire u obradak tijekom svakog prolaska posmaka; stoga se također naziva i *dubina rezanja*. Na temelju ove definicije, kada se izvodi uzdužno tokarenje na vanjskoj cilindričnoj površini, 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 obratka *prije* obrade (mm);
$d_m$ - promjer površine obratka *nakon* obrade (mm).
**Primjer 1:** Za izradak s početnim površinskim promjerom od $\\Phi 95$ mm, ako se u jednom prolazu okrene na promjer od $\\Phi 90$ mm, izračunajte dubinu rezanja.
**Rješenje:** $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
**(II) Brzina dodavanja ($f$)**
Ovo se odnosi na relativni pomak između alata za rezanje i obratka-mjeren u smjeru pomaka-za svaki puni okretaj obratka ili alata. Ovisno o smjeru posmaka, dijeli se na *uzdužni posmak* i *poprečni posmak*. Uzdužni posmak odnosi se na posmak usmjeren uzduž vodilica postolja tokarilice, dok se poprečni posmak odnosi na posmak usmjeren okomito na vodilice postolja tokarilice. (Napomena: *Brzina posmaka* ($v_f$) odnosi se na trenutnu brzinu odabrane točke na reznom rubu u odnosu na radni komad tijekom pomicanja.)
$v_f=f \\cdot n$
Gdje je: $v_f$ - brzina dodavanja (mm/s);
$n$ - brzina vretena (r/s);
$f$ - brzina posmaka (mm/okr).
**(III) Brzina rezanja ($v_c$)**
Ovo se odnosi na trenutnu brzinu odabrane točke na reznom rubu u odnosu na radni komad tijekom *primarnog gibanja* (rotacije). Formula za izračun je sljedeća:
$v_c=(\\pi \\cdot d_w \\cdot n) / 1000$
Gdje je: $v_c$ - brzina rezanja (m/min);
$d_w$ - promjer površine obratka *prije* obrade (mm);
$n$ - brzina rotacije obratka (r/min). Prilikom izvođenja proračuna maksimalnu brzinu rezanja treba koristiti kao referentnu točku; na primjer, tijekom operacija tokarenja, proračuni bi se trebali temeljiti na promjeru površine koja se obrađuje, budući da je to mjesto gdje je brzina najveća i trošenje alata dolazi najbrže. Primjer 2: Tokarenje vanjskog promjera obratka promjera Φ60 mm. Odabrana brzina vretena tokarilice je 600 o/min. Izračunajte *v*c. Rješenje: *v*c=(π * d*w * n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min. U stvarnoj proizvodnji, promjer izratka je obično poznata veličina. Na temelju čimbenika kao što su materijal obratka, materijal alata i zahtjevi obrade, odabire se određena brzina rezanja; ta se brzina rezanja zatim pretvara u odgovarajuću brzinu vretena tokarilice kako bi se olakšalo pravilno podešavanje alatnog stroja. Ova konverzija daje sljedeću formulu: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w). Primjer 3: Tokarenje vanjskog promjera remenice Φ260 mm na horizontalnom strugu CA6140. Odabrana je brzina rezanja (*v*c) od 90 m/min. Izračunajte *n*. Rješenje: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 okr/min. Nakon što je izračunata brzina vretena tokarilice, treba odabrati vrijednost s natpisne pločice stroja koja je najbliža izračunatom rezultatu; u ovom slučaju, n=100 o/min odabrano je kao stvarna radna brzina tokarilice. III. Sažetak: Parametri rezanja 1. Dubina rezanja (*a*p) (mm): *a*p=(*d*w - *d*m) / 2 (mm) 2. Brzina posmaka (*f*) (mm/okr) 3. Brzina rezanja (*v*c) (m/min): *v*c=π * d * n / 1000 (m/min); n=1000 * *v*c / (π * d) (r/min)
