Меню

Единица измерения частоты вращения шпинделя станка



Частота вращения шпинделя: определение, ряды и график частот

Для обработки различных заготовок и получения конкретных изделия часто применяется фрезеровальное или токарное оборудование. Оно характеризуется просто огромным количество различных особенностей, среди которых отметим наличие шпинделя. Предназначение подобного узла заключается в креплении заготовки или инструмента на момент работы. Выделяют довольно большое количество различных параметров, которые должны учитываться.

Примером можно назвать то, что частота вращения шпинделя варьируется в достаточно большом диапазоне, выбирается в зависимости от области применения оборудования и многих других моментов. Самостоятельно определить частоту вращения шпинделя можно исключительно при проведении теоретических расчетов, фактический показатель указывается производителем оборудования в инструкции по эксплуатации. Рассмотрим подробнее то, как рассчитать скорость вращения шпинделя и какими особенностями обладает устанавливаемый узел на станках.

Определение частоты вращения

Часто определение частоты вращения шпинделя проводится при создании технологической карты получения того или иного изделия. Именно поэтому для определения точного значение нужно уделить внимание исходным данным. В большинстве случаев они выглядят следующим образом:

  1. Тип применяемого материала при создании заготовки. В большинстве случаев эта сталь, которая обладает определенным показателем твердости, а также пределом прочности. В большинстве случаев заготовка представлена углеродистой сталью, которая характеризуется относительно невысокой степенью обрабатываемости. Также могут использоваться различные цветные сплавы, а также чугун. От типа применяемого материала во многом зависит то, какая нагрузка должна оказываться на поверхность для снятия определенного слоя материала. Во многом именно тип материала определяет скорость вращения шпинделя, который выбирается во всех случаях обработки.
  2. Диаметр заготовки может варьироваться в достаточно широком диапазоне. При этом для расчета основных параметров учитывается величина припуска. Она разделяется на несколько проходов в зависимости от того, какой точности размеров и качества поверхности нужно добиться после механической обработки. Чаще всего точение разбивается на несколько основных операций: черновое, чистовое и финишное. При черновом, как правило, выбирается больший показатель снимаемого материала, за счет чего проводится уменьшение частоты вращения шпинделя. При чистовой обработке показатель может быть существенно повышен, так как нагрузка на основные элементы существенно снижается. Финишное резание позволяет получить низкую степень шероховатости, которая свойственна деталям, которые применяются при создании ответственных механизмов.
  3. Длина обрабатываемой детали имеет значение при выборе основных параметров резания. Это связано с тем, что обработка может проводится в несколько этапов. Слишком большая длина изделия определяет существенное повышение нагрузки на шпиндель и крепление режущего инструмента.
  4. Квалитет точности и требуемая шероховатость считаются важными параметрами, которые оказывают влияние на число оборотов шпинделя. Высокую точность можно достигнуть исключительно при выборе высокой скорости вращения шпинделя и применении более современного оборудования. Наиболее высокий показатель квалитета точности можно достигнуть при применении станков с ЧПУ, так как их конструкция характеризуется высокой жесткостью и точностью позиционирования отдельных узлов относительно друг друга.

Для определения рассматриваемого показателя применяется формула, которая выглядит следующим образом: n=1000V/nd. Приведенная выше информация указывает на то, что частота вращения во многом зависит от диаметра и скорости резания, определяется в самых различных случаях.

Измеряется рассматриваемый показатель в единице, которая определяет число сделанных оборотов в минуту. Эта единица считается мировой, применяется в большинстве случаев и может переводится в другие. При расчетах редко получается точный результат, поэтому берется приближенный параметр из таблицы.

Расчет режима резания вызывает довольно много трудностей при отсутствии требующейся информации. Основными параметрами можно назвать следующее:

  1. Для начала уделяется внимание типу подходящего режущего инструмента, его материалу и геометрическим параметрам. В продаже встречается просто огромное количество различных вариантов исполнения инструментов, поэтому выбору следует уделять довольно много внимания. Режущая часть часто изготавливается из быстрорежущей стали, но также есть варианты исполнения, кромка которых представлена твердым износостойким сплавом. На токарном станке устанавливаются резцы, режущая кромка которых может повторять различную форму. Примером можно назвать проходные, отрезные резцы, а также варианты исполнения, предназначенные для получения канавок. Куда более сложная характерна для фрез, которые могут применяться для получения плоской поверхности. При непосредственном выборе инструмента рекомендуется проводить его визуальный осмотр, так как дефекты могут стать причиной повреждения инструмента и его быстрого износа, возникновения многих других проблем.
  2. Следующий шаг заключается в непосредственном выборе подходящего станка для получения детали. В этом случае не стоит забывать о том, что все оборудование может работать при определенном диапазоне вращения шпинделя. Кроме этого, выбор проводится в зависимости от типа проводимой работы. Примером можно назвать то, что токарное оборудование может проводить лишь наружное точение, а также отрезание и расстачивание и некоторые другие работы. Весьма сложной задачей можно назвать нарезание резьбы, для чего также проводится выбор частоты вращения. Для получения корпусных деталей, сверления и других подобных операций часто выбирается фрезеровальное оборудование, работа которого возможна от блока числового программного управления. На сегодняшний день проводится выпуск достаточно большого количества различных моделей станков, некоторые из них могут устанавливаться в домашней мастерской и при этом имеют достаточно широкий диапазон частоты вращения.
  3. Следует провести расчет режимов резания. Наиболее важными параметрами можно назвать скорость резания, величина подачи и многие другие моменты. Технологическая карта, как правило, представлена чертежом с режимами резания, которые выведены в отдельной таблице. В подобном случае также проводится указание показателя частоты вращения шпинделя, который выбирается с рекомендуемого диапазона. Частота вращения шпинделя – параметр, который определяет многое на момент обработки: степень нагрева кромки, ее износа, производительность оборудования и многое другое. Все оборудование может работать при определенной частоте вращения, которая выбирается путем выбора соответствующего режима резания. Основные параметры рассчитываются при применении определенных формул, которые можно встретить в самой различной технической документации.
  4. Рекомендуется также проводить проверку выбранных режимов резания. При этом проводится расчет мощности привода, прочность механизма подач, уделяется внимание прочности державки и пластинки твердого сплава. Не стоит забывать о том, что неправильный выбор основных параметров становится причиной не только получения низкокачественного изделия, но и износу основных узлов. Подобные расчеты проводятся исключительно с учетом технических особенностей оборудования, а также выбранной оснастки.
  5. Наиболее важным параметром принято считать также количество времени, которое требуется для выполнения конкретной операции. Этот показатель применяется для определения производительности и себестоимости изделия. Наименьший параметр характерен для станков с ЧПУ, так как они могут работать при высоких показателях частоты вращения шпинделя, а на перемещение основных узлов уходит минимальное количество времени. Именно поэтому подобное оборудование устанавливается в случае, когда нужно достигнуть высокий параметр производительности.

Заключительный этап связан с проверкой эффективности выбранного режима резания, а также правильности подобранного обрабатывающего оборудования.

При отсутствии основной информации рассчитать частоту вращения шпинделя об/мин практически невозможно. Однако, прибора, который позволит определить значение с высокой точностью, практически нет. Единица измерения определенного шпинделя может переводится в другие значения, к примеру, количество оборотов в течение минуты или часа.

Важно учитывать тот момент, что количеству оборотов будут соответствовать определенные условия обработки заготовки. К примеру, слишком высокое значение становится причиной повреждения инструмента, при слишком малом добиться требуемых параметров будет практически невозможно.

Скорость вращения шпинделя

При рассмотрении формулы, которая применяется для расчетов частоты вращения шпинделя, уделяется внимание скорости. Она также должна выбираться в зависимости от определенных условий эксплуатации оборудования. Для расчета скорости вращения -шпинделя станка может применяться формула: v=пdn/1000.

Скорость вращения токарного станка по металлу используется в качестве показателя скорости резания. От него зависит следующее:

  1. Производительность труда. Стоимость изделия во многом зависит от того, сколько времени было потрачено на его получение. Для повышений производительности труда следует существенно повысить значение скорости резания. Однако это не всегда можно провести, так как слишком высокий показатель может привести к серьезным проблемам, к примеру, нагреву инструмента или износу основной части.
  2. Шероховатость получаемой поверхности также варьирует в большом диапазоне. С увеличением скорости резания можно существенно повысить качество готового изделия. Поэтому высокие значения применяются в большинстве случаев при чистовом точении.

Выбор определенного показателя скорости вращения шпинделя проводится в зависимости от возможностей применяемого оборудования. Слишком высокий показатель нельзя устанавливать по причине того, что подобная эксплуатация оборудования приводит к сильному износу.

В заключение отметим, что неправильный расчет частоты вращения может привести к весьма тяжелым последствиям. Это связано с возможностью износа привода, а также других элементов. Не рекомендуется выбирать максимальные показателе частоты вращения и скорости резания, так как это может привести к повышенному износу и возможности износа применяемого инструмента.

Читайте также:  Измерение напряжения мультиметром dt838

Источник

Определение частоты вращения шпинделя по расчетной

При составлении технологической карты токарной или фрезерной обработки специалисту нужно найти оптимальный баланс между производительностью станка и требованиями к чистоте поверхности готовой детали. Основные параметры, на которые он может повлиять — это частота вращения шпинделя и скорость подачи. Выбор режимов обработки проводится расчетным или опытным путем.

Сложность работы на портальных фрезерно-гравировальных станках состоит в их многозадачности. В одной управляющей программе может быть несколько видов обработки: контурная резка, фрезерование пазов и сквозных отверстий, гравирование. При этом материалы — дерево, пластик и композиты, различаются сопротивлением резанию и структурой. Многие начинающие операторы сталкиваются с такими неприятными моментами как прижог, недостаточная чистота обработки, преждевременный износ режущей кромки. Ниже мы постараемся дать общие рекомендации о настройке скорости шпинделя и подачи без сложных расчетов.

Что такое скорость вращения шпинделя и подача?

Скорость вращения — один из основных параметров шпинделя. Он выражается в оборотах в минуту (об/мин) или герцах (Гц). В портальных станках с ЧПУ не используется сложных по конструкции механических коробок передач и скорость регулируется электронными компонентами. С увеличением скорости вращения растет производительность станка и снижается ресурс режущего инструмента. Последнее связано с выделением избыточного количества тепла, которое не успевает рассеиваться. В результате перегрева падает твердость режущих кромок, и они теряют свою остроту.

Скорость подачи, или линейного перемещения, измеряется в миллиметрах в минуту (мм/мин) и влияет на объем снимаемого материала в единицу времени. На портальных станках без механизма вращения заготовки регулируются скорости перемещения портала, каретки и вертикального движения шпинделя. При составлении управляющих программ стараются задать максимально возможные подачи, при этом должно выполняться условие сохранения целостности фрезы. Избыточная скорость приводит к появлению сколов на режущих кромках поломка или деформация хвостовика.

Ряд частот вращения шпинделя

За предельными значениями частот вращения шпинделя станка определяют его диапазон регуляции. На станке используется двухскоростной электродвигатель. В таком случае он рассматривается как электрическая группа с числом передач и характеристикой

Электродвигатель выступает как первая преодолимая группа.

Промежуточные значения частот вращения шпинделя располагают по закону геометрической прогрессии со знаменателем:

где – число степеней регуляции частот вращения шпинделя, .

Полученное за этой формулой значение знаменателя округляем к ближайшему значению, которое предусмотрено нормалью станкостроения НІІ-І: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2,0. Для нашего случая принимаем .

Из нормали НІІ-І выписываем 21 значение частот вращения шпинделя, приняв в качестве наибольшего ближайшее стандартное значение, что характерное для такого станка – 2500 об/мин.: 2500; 2000; 1600; 1250; 1000; 800; 630; 500; 400; 315; 250; 200; 160; 125; 100; 80; 63; 50; 40; 31,5; 25.

Распространенные ошибки при выборе режимов резания

Одно из важных условий правильной работы станка — согласование скоростей вращения и подачи фрезы между собой. Некоторые начинающие станочники при выборе режимов резания допускают ошибки в попытках сохранить инструмент.

Работа на минимальных скоростях приводит к снижению качества обработки. Если величина подачи сопоставима с толщиной режущей кромки, то вместо снятия стружки фреза надавит на заготовку и будет только шлифовать ее своей поверхностью. Чтобы понять, что в этот момент происходит с обрабатываемой поверхностью, представьте, что вы включили реверс на шпинделе, в котором зажато спиральное сверло, и пытаетесь «продавить» отверстие. На высоких оборотах будет наблюдаться прижог обрабатываемой поверхности и режущей кромки, отгибание фрезы.

Обратная ситуация, когда при высокой подаче шпиндель работает на малых оборотах, заставит фрезу снимать слишком толстую стружку. Из-за высокой нагрузки откалываются режущие кромки, а на обрабатываемой поверхности будут оставаться заметные «следы».

Для каждой фрезерной операции существует оптимальное соотношение скоростей подачи и вращения инструмента, на которых обработка будет проходить с достаточной скоростью и точностью. Это не фиксированные величины, а диапазоны. Поломка или преждевременный износ будут наблюдаться при критической ошибке.

Обработка чаще всего состоит из двух этапов: чернового, направленного на максимальный съем материала и чистового, при котором достигается требуемая шероховатость поверхности. Для чистового прохода снижают скорость подачи при сохранении оборотов шпинделя, а в станках со сменой режущего инструмента его выполняют другой, чистовой, фрезой.

Рекомендации по выбору режимов резания

Существует несколько типичных ситуаций, при которых можно воспользоваться общими рекомендациями.

Слишком большие обороты шпинделя

Иногда минимальные обороты станка все равно оказываются слишком высокими. Обычно это наблюдается при обработке твердых материалов фрезами больших диаметров. Можно использовать следующие варианты решения:

  1. Заменить фрезу из быстрорежущей стали на твердосплавную, по возможности — с покрытием, которое работает при повышенных температурах.
  2. Уменьшить диаметр фрезы. При этом снизится окружная скорость, с которой движется режущая кромка.
  3. Использовать технологию HSM. Высокоскоростная обработка позволяет повысить частоту вращения шпинделя и скорость подачи без увеличения износа режущего инструмента. Первый проход выполняется на полную ширину фрезы, а все последующие — на ¼ диаметра.

Слишком малая скорость подачи

В ситуациях, когда привода перемещения не могут обеспечить требуемую скорость подачи, можно поступить следующим образом:

  1. Уменьшать скорость вращения шпинделя вплоть до минимально допустимой мощности.
  2. Использовать фрезу с меньшим количеством зубьев. Такое решение дает хорошие результаты при работе с вязкими материалами, поскольку улучшаются условия отвода стружки с обрабатываемой поверхности. Замена фрезы с 3 зубьями (заходами) на однозаходную фактически означает увеличение скорости подачи в 3 раза (на каждый зуб).
  3. Использовать фрезу большего диаметра.

Налипание стружки при фрезеровании алюминия

Из-за относительно низкой температуры плавления алюминий имеет свойство налипать на поверхность фрезы. Многие начинающие фрезеровщики пытаются решить эту проблему регулированием оборотов шпинделя или скоростей перемещения. В результате оптимальный для фрезы режим резания становится неоптимальным для владельца предприятия: скорость обработки оказывается слишком низкой.

Главная причина налипания стружки — недостаточная подача или неправильный состав СОЖ. Если у станка нет возможности подавать смазочно-охлаждающую жидкость, необходимо организовать вакуумное удаление стружки или продувку сжатым воздухом.

Работа с глубокими отверстиями

Если глубина отверстия в 6 и более раз превышает его диаметр, оно считается глубоким. Неопытные станочники часто сталкиваются с такими проблемами как уход инструмента с оси и его поломка. Существует несколько приемов, которые позволят выполнить обработку точно и без потерь:

  1. Пользоваться сверлами, а не фрезами. По возможности они должны иметь параболические канавки, которые обеспечивают лучший отвод стружки.
  2. Подавать СОЖ под давлением. Жидкость будет вымывать стружку из отверстия.
  3. По возможности производить последовательную обработку двумя сверлами с разными диаметрами: проходить половину глубины отверстия меньшим диаметром и рассверливать до чертежного. Затем пройти отверстие до конца.
  4. При работе одним сверлом как можно чаще вынимать его из отверстия для удаления стружки.
  5. Увеличить скорость подачи, чтобы стружка представляла собой непрерывную спираль.

Как фрезеровать пазы?

При фрезеровании торцов деталей и внутренних поверхностей пазов цилиндрическими фрезами важно выбрать правильное соотношение ширины и глубины снимаемого материала в соответствии с максимальными скоростными возможностями станка. При увеличении глубины фрезерования нагрузка на канавки распределяется более равномерно, но вместе с этим наблюдается более сильный отгиб режущего инструмента. Кроме того, ухудшаются условия удаления стружки. При увеличении ширины снимаемого материала существует возможность увеличения скорости вращения шпинделя. Однако есть некоторые граничные значения частот, при которых скорость съема материала начинает падать.

Единственный способ получения оптимального сочетания этих двух параметров — тестирование станка в разных режимах. При этом материал «пробной» и «рабочей» заготовок должен быть одинаковым.

Сотрудники компании MULTICUT посвятили много времени изучению режимов обработки разных материалов. Выбор базовой комплектации станков собственного производства выполнялся с учетом полученного опыта. Сотрудники компании готовы оказать консультационную и практическую помощь в освоении оборудования и выборе оптимальных режимов резания. Любой желающий может поработать на действующем станке MULTICUT в демонстрационном центре и получить советы опытных мастеров. Получить консультации и справки можно, позвонив по контактному телефону.

Число оборотов в станках

Значение чисел оборотов современных металлорежущих станков колеблется в широких пределах, поскольку на них обрабатываются заготовки из различных материалов и различных диаметров.

Предельные числа оборотов станка находят по наибольшим и наименьшим обрабатываемым диаметрам и допускаемым предельным скоростям резания:

nmax = 1000 υmax / π Dmin; nmin = 1000 υmin / π Dmin,

где nmin и nmax — наименьшее и наибольшее числа оборотов шпинделя в об/мин; υmin и υmax — наименьшая и наибольшая допускаемые скорости резания в м/мин; Dmin и Dmax — наименьший и наибольший диаметры обрабатываемой заготовки или вращающегося инструмента в мм.

Читайте также:  Газ для машины единица измерения

В станках, не имеющих бесступенчатого регулирования, числа оборотов изменяются по закону геометрического ряда, т. е.

n1 = nmin; n2 = n1 φ; n3 = n2 φ = n1 φ2; …; nmax.

В соответствии с этим наибольшее число оборотов при ступенях будет:

а знаменатель геометрического ряда будет

где D — диапазон регулирования чисел оборотов, т. е. отношение максимального числа оборотов шпинделя к минимальному; Z — число членов геометрической прогрессии (число скоростей).

Геометрический ряд чисел оборотов имеет то преимущество, что относительная потеря скорости резания (при использовании меньшего числа оборотов шпинделя против требуемого) остается постоянной для всех интервалов чисел оборотов. Действительно, относительная потеря Δυ скорости между двумя соседними (смежными) числами оборотов n2, и n1 представляет собой перепад скоростей:

где А — перепад скоростей; обычно определяется в процентах

A = φ – 1 / φ ּ 100%.

Числа оборотов шпинделей металлорежущих станков стандартизованы и назначаются по геометрической прогрессии, знаменатели которой и перепады чисел оборотов стандартизованы (см. табл. 12).

Таблица 12В промышленности применяются металлорежущие станки со ступенчатым и бесступенчатым регулированием чисел оборотов шпинделя и величины подач. Системы бесступенчатого регулирования позволяют устанавливать на станке более выгодные режимы резания, обычно осуществляемые без остановки станка (на ходу). Обслуживание станка с бесступенчатым регулированием легче и позволяет работать без резких ударных нагрузок, что особенно ценно при работе твердосплавным инструментом, плохо выдерживающим удары.

Бесступенчатое регулирование рабочих движении в станках выполняется разными способами: электрическим регулированием — путем изменения числа оборотов вала электродвигателя, который приводит в движение станок; с помощью гидравлического привода, широко применяемого для механизмов с прямолинейным движением и сравнительно редко для вращательного движения; с помощью механических бесступенчатых вариаторов.

Из большого количества типов механических вариаторов практическое применение получили лишь некоторые из них. В качестве примера на рис. 262, ж — и показан вариатор Светозарова с передаточным отношением i1 = 1/2 ÷ 2.

Источник

Определение частоты вращения шпинделя по расчетной

При составлении технологической карты токарной или фрезерной обработки специалисту нужно найти оптимальный баланс между производительностью станка и требованиями к чистоте поверхности готовой детали. Основные параметры, на которые он может повлиять — это частота вращения шпинделя и скорость подачи. Выбор режимов обработки проводится расчетным или опытным путем.

Сложность работы на портальных фрезерно-гравировальных станках состоит в их многозадачности. В одной управляющей программе может быть несколько видов обработки: контурная резка, фрезерование пазов и сквозных отверстий, гравирование. При этом материалы — дерево, пластик и композиты, различаются сопротивлением резанию и структурой. Многие начинающие операторы сталкиваются с такими неприятными моментами как прижог, недостаточная чистота обработки, преждевременный износ режущей кромки. Ниже мы постараемся дать общие рекомендации о настройке скорости шпинделя и подачи без сложных расчетов.

Что такое скорость вращения шпинделя и подача?

Скорость вращения — один из основных параметров шпинделя. Он выражается в оборотах в минуту (об/мин) или герцах (Гц). В портальных станках с ЧПУ не используется сложных по конструкции механических коробок передач и скорость регулируется электронными компонентами. С увеличением скорости вращения растет производительность станка и снижается ресурс режущего инструмента. Последнее связано с выделением избыточного количества тепла, которое не успевает рассеиваться. В результате перегрева падает твердость режущих кромок, и они теряют свою остроту.

Скорость подачи, или линейного перемещения, измеряется в миллиметрах в минуту (мм/мин) и влияет на объем снимаемого материала в единицу времени. На портальных станках без механизма вращения заготовки регулируются скорости перемещения портала, каретки и вертикального движения шпинделя. При составлении управляющих программ стараются задать максимально возможные подачи, при этом должно выполняться условие сохранения целостности фрезы. Избыточная скорость приводит к появлению сколов на режущих кромках поломка или деформация хвостовика.

Ряд частот вращения шпинделя

За предельными значениями частот вращения шпинделя станка определяют его диапазон регуляции. На станке используется двухскоростной электродвигатель. В таком случае он рассматривается как электрическая группа с числом передач и характеристикой

Электродвигатель выступает как первая преодолимая группа.

Промежуточные значения частот вращения шпинделя располагают по закону геометрической прогрессии со знаменателем:

где – число степеней регуляции частот вращения шпинделя, .

Полученное за этой формулой значение знаменателя округляем к ближайшему значению, которое предусмотрено нормалью станкостроения НІІ-І: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2,0. Для нашего случая принимаем .

Из нормали НІІ-І выписываем 21 значение частот вращения шпинделя, приняв в качестве наибольшего ближайшее стандартное значение, что характерное для такого станка – 2500 об/мин.: 2500; 2000; 1600; 1250; 1000; 800; 630; 500; 400; 315; 250; 200; 160; 125; 100; 80; 63; 50; 40; 31,5; 25.

Распространенные ошибки при выборе режимов резания

Одно из важных условий правильной работы станка — согласование скоростей вращения и подачи фрезы между собой. Некоторые начинающие станочники при выборе режимов резания допускают ошибки в попытках сохранить инструмент.

Работа на минимальных скоростях приводит к снижению качества обработки. Если величина подачи сопоставима с толщиной режущей кромки, то вместо снятия стружки фреза надавит на заготовку и будет только шлифовать ее своей поверхностью. Чтобы понять, что в этот момент происходит с обрабатываемой поверхностью, представьте, что вы включили реверс на шпинделе, в котором зажато спиральное сверло, и пытаетесь «продавить» отверстие. На высоких оборотах будет наблюдаться прижог обрабатываемой поверхности и режущей кромки, отгибание фрезы.

Обратная ситуация, когда при высокой подаче шпиндель работает на малых оборотах, заставит фрезу снимать слишком толстую стружку. Из-за высокой нагрузки откалываются режущие кромки, а на обрабатываемой поверхности будут оставаться заметные «следы».

Для каждой фрезерной операции существует оптимальное соотношение скоростей подачи и вращения инструмента, на которых обработка будет проходить с достаточной скоростью и точностью. Это не фиксированные величины, а диапазоны. Поломка или преждевременный износ будут наблюдаться при критической ошибке.

Обработка чаще всего состоит из двух этапов: чернового, направленного на максимальный съем материала и чистового, при котором достигается требуемая шероховатость поверхности. Для чистового прохода снижают скорость подачи при сохранении оборотов шпинделя, а в станках со сменой режущего инструмента его выполняют другой, чистовой, фрезой.

Рекомендации по выбору режимов резания

Существует несколько типичных ситуаций, при которых можно воспользоваться общими рекомендациями.

Слишком большие обороты шпинделя

Иногда минимальные обороты станка все равно оказываются слишком высокими. Обычно это наблюдается при обработке твердых материалов фрезами больших диаметров. Можно использовать следующие варианты решения:

  1. Заменить фрезу из быстрорежущей стали на твердосплавную, по возможности — с покрытием, которое работает при повышенных температурах.
  2. Уменьшить диаметр фрезы. При этом снизится окружная скорость, с которой движется режущая кромка.
  3. Использовать технологию HSM. Высокоскоростная обработка позволяет повысить частоту вращения шпинделя и скорость подачи без увеличения износа режущего инструмента. Первый проход выполняется на полную ширину фрезы, а все последующие — на ¼ диаметра.

Слишком малая скорость подачи

В ситуациях, когда привода перемещения не могут обеспечить требуемую скорость подачи, можно поступить следующим образом:

  1. Уменьшать скорость вращения шпинделя вплоть до минимально допустимой мощности.
  2. Использовать фрезу с меньшим количеством зубьев. Такое решение дает хорошие результаты при работе с вязкими материалами, поскольку улучшаются условия отвода стружки с обрабатываемой поверхности. Замена фрезы с 3 зубьями (заходами) на однозаходную фактически означает увеличение скорости подачи в 3 раза (на каждый зуб).
  3. Использовать фрезу большего диаметра.

Налипание стружки при фрезеровании алюминия

Из-за относительно низкой температуры плавления алюминий имеет свойство налипать на поверхность фрезы. Многие начинающие фрезеровщики пытаются решить эту проблему регулированием оборотов шпинделя или скоростей перемещения. В результате оптимальный для фрезы режим резания становится неоптимальным для владельца предприятия: скорость обработки оказывается слишком низкой.

Главная причина налипания стружки — недостаточная подача или неправильный состав СОЖ. Если у станка нет возможности подавать смазочно-охлаждающую жидкость, необходимо организовать вакуумное удаление стружки или продувку сжатым воздухом.

Работа с глубокими отверстиями

Если глубина отверстия в 6 и более раз превышает его диаметр, оно считается глубоким. Неопытные станочники часто сталкиваются с такими проблемами как уход инструмента с оси и его поломка. Существует несколько приемов, которые позволят выполнить обработку точно и без потерь:

  1. Пользоваться сверлами, а не фрезами. По возможности они должны иметь параболические канавки, которые обеспечивают лучший отвод стружки.
  2. Подавать СОЖ под давлением. Жидкость будет вымывать стружку из отверстия.
  3. По возможности производить последовательную обработку двумя сверлами с разными диаметрами: проходить половину глубины отверстия меньшим диаметром и рассверливать до чертежного. Затем пройти отверстие до конца.
  4. При работе одним сверлом как можно чаще вынимать его из отверстия для удаления стружки.
  5. Увеличить скорость подачи, чтобы стружка представляла собой непрерывную спираль.
Читайте также:  Линейное измерение правила измерения

Как фрезеровать пазы?

При фрезеровании торцов деталей и внутренних поверхностей пазов цилиндрическими фрезами важно выбрать правильное соотношение ширины и глубины снимаемого материала в соответствии с максимальными скоростными возможностями станка. При увеличении глубины фрезерования нагрузка на канавки распределяется более равномерно, но вместе с этим наблюдается более сильный отгиб режущего инструмента. Кроме того, ухудшаются условия удаления стружки. При увеличении ширины снимаемого материала существует возможность увеличения скорости вращения шпинделя. Однако есть некоторые граничные значения частот, при которых скорость съема материала начинает падать.

Единственный способ получения оптимального сочетания этих двух параметров — тестирование станка в разных режимах. При этом материал «пробной» и «рабочей» заготовок должен быть одинаковым.

Сотрудники компании MULTICUT посвятили много времени изучению режимов обработки разных материалов. Выбор базовой комплектации станков собственного производства выполнялся с учетом полученного опыта. Сотрудники компании готовы оказать консультационную и практическую помощь в освоении оборудования и выборе оптимальных режимов резания. Любой желающий может поработать на действующем станке MULTICUT в демонстрационном центре и получить советы опытных мастеров. Получить консультации и справки можно, позвонив по контактному телефону.

Число оборотов в станках

Значение чисел оборотов современных металлорежущих станков колеблется в широких пределах, поскольку на них обрабатываются заготовки из различных материалов и различных диаметров.

Предельные числа оборотов станка находят по наибольшим и наименьшим обрабатываемым диаметрам и допускаемым предельным скоростям резания:

nmax = 1000 υmax / π Dmin; nmin = 1000 υmin / π Dmin,

где nmin и nmax — наименьшее и наибольшее числа оборотов шпинделя в об/мин; υmin и υmax — наименьшая и наибольшая допускаемые скорости резания в м/мин; Dmin и Dmax — наименьший и наибольший диаметры обрабатываемой заготовки или вращающегося инструмента в мм.

В станках, не имеющих бесступенчатого регулирования, числа оборотов изменяются по закону геометрического ряда, т. е.

n1 = nmin; n2 = n1 φ; n3 = n2 φ = n1 φ2; …; nmax.

В соответствии с этим наибольшее число оборотов при ступенях будет:

а знаменатель геометрического ряда будет

где D — диапазон регулирования чисел оборотов, т. е. отношение максимального числа оборотов шпинделя к минимальному; Z — число членов геометрической прогрессии (число скоростей).

Геометрический ряд чисел оборотов имеет то преимущество, что относительная потеря скорости резания (при использовании меньшего числа оборотов шпинделя против требуемого) остается постоянной для всех интервалов чисел оборотов. Действительно, относительная потеря Δυ скорости между двумя соседними (смежными) числами оборотов n2, и n1 представляет собой перепад скоростей:

где А — перепад скоростей; обычно определяется в процентах

A = φ – 1 / φ ּ 100%.

Числа оборотов шпинделей металлорежущих станков стандартизованы и назначаются по геометрической прогрессии, знаменатели которой и перепады чисел оборотов стандартизованы (см. табл. 12).

Таблица 12В промышленности применяются металлорежущие станки со ступенчатым и бесступенчатым регулированием чисел оборотов шпинделя и величины подач. Системы бесступенчатого регулирования позволяют устанавливать на станке более выгодные режимы резания, обычно осуществляемые без остановки станка (на ходу). Обслуживание станка с бесступенчатым регулированием легче и позволяет работать без резких ударных нагрузок, что особенно ценно при работе твердосплавным инструментом, плохо выдерживающим удары.

Бесступенчатое регулирование рабочих движении в станках выполняется разными способами: электрическим регулированием — путем изменения числа оборотов вала электродвигателя, который приводит в движение станок; с помощью гидравлического привода, широко применяемого для механизмов с прямолинейным движением и сравнительно редко для вращательного движения; с помощью механических бесступенчатых вариаторов.

Из большого количества типов механических вариаторов практическое применение получили лишь некоторые из них. В качестве примера на рис. 262, ж — и показан вариатор Светозарова с передаточным отношением i1 = 1/2 ÷ 2.

Источник

Определение частоты вращения шпинделя

Частоту вращения шпинделя n, об/мин, определяют по формуле

Полученное значение n уточняют в меньшую сторону по паспортным данным оборудования. Ряд значений частоты вращения шпинделя nст для некоторых моделей универсальных вертикально-сверлильных станков приведены в разд. 3.3.

Определение фактического значения скорости резания

Фактическое значение скорости резания vф, м/мин, равно

3.7. Определение осевой составляющей силы резания РХ
и эффективной мощности на резание Nэ

Осевая составляющая силы резания РХ, Н, при сверлении определяется по формулам:

при сверлении стали:

при сверлении чугуна:

Мощность Nэ, кВт, затрачиваемая на резание при сверлении, может быть подсчитана по следующим формулам:

для стали:

для чугуна:

В том случае, если условия не выполняются, следует уменьшить подачу или использовать другой станок.

Необходимо, чтобы выполнялись условия и , где h — КПД станка; обычно h = 0,80.

Паспортные данные некоторых моделей вертикально-сверлильных станков приведены в табл. 22.

Параметр Значения параметров для моделей станков
2Н118 2Н118А 2Н118Ф2 2Н125 2Н125А 2Н135 2Н135А 2Н135Ф2 2Е135Ф2 2Н150 2Н150А 2Г175
Максимальный диаметр сверла dmax, мм
Допускаемая сила подачи станка PXст, Н
Мощность электродвигателя Nст, кВт 1,5 2,2 4,0 7,5

Определение основных параметров нормирования

Основное технологическое (машинное) время операции сверления tо, мин, рассчитывают по формуле

где L — длина хода сверла с рабочей подачей, мм (рис. 4); L = lвр + lо + lвых (lвр величина врезания сверла, мм; для сверл с одинарной заточкой lвр = 0,4d, для сверл с двойной заточкой lвр = 0,5d; lо — глубина отверстия, мм; lвых — величина выхода сверла; при сквозном отверстии lвых= 1…2 мм, при глухом отверстии lвых= 0).

Количество отверстий, обработанных за период стойкости, Kз, шт, рассчитывают по формуле

Для определения штучного времени tшт, мин, необходимо знать сумму всех непроизводительных затрат времени, приходящихся на одну операцию сверления:

где e — коэффициент, учитывающий все временные вспомогательные затраты при обработке одной обрабатываемой заготовки (исключая время на смену инструмента) в долях основного времени tо; для сверлильных станков e= 0,45; tсм время на смену сверла; при установке сверла с конусом Морзе tсм= 0,12…0,14 мин; Kобсл коэффициент, характеризующий затраты времени на обслуживание станка; при диаметре сверла до 12 мм Kобсл = 0,035, свыше 12 мм Kобсл = 0,04; Kотд — коэффициент, характеризующий затраты времени на отдых и личные надобности; Kотд= 0,04…0,08.

Рис. 4

Сменная выработка Н, шт., определяется как

где Тсм продолжительность смены, можно принять 480 мин.

Сменный расход инструмента (количество необходимых сверл с учетом переточки) Исм, шт., определяют по формуле

где i — количество переточек сверла; количество возможных переточек сверла зависит от серии сверла (длины рабочей части), используемых режимов сверления, вида лимитирующего износа рабочих элементов, типа оборудования и др. Для выполнения домашнего задания можно принять, что сверло обеспечивает 10 переточек; t коэффициент запаса инструмента, характеризующий его возможную случайную убыль, обычно t = 1,2.

3.9. Выбор режима сверления умеренной интенсивности
и форсированных режимов

Выбор режима резания умеренной интенсивности. В случае необходимости использования умеренных режимов сверления (см. разд. 1) выбор подачи Sо, мм/об, осуществляют по формуле

Значения параметров, входящих в формулу, определяют, как это описано в разд. 3.3. Полученное значение Sо уточняют по паспортным данным оборудования в бóльшую сторону.

Обрабатываемый материал vу, м/мин
Углеродистые конструкционные стали 12–17
Малолегированные стали (типа 40Х, 30Н, 30Г и др.) 10–15
Среднелегированные стали (типа 35ХГСА, 38ХМА, 18ХНВА и др.) 8–12
Высоколегированные стали (типа 20Х13, 12Х18Н10Т и др.) 6–9
Чугун серый 12–15

Скорость резания v, м/мин, определяют по формуле

.

Значения vудля различных групп обрабатываемых материалов приведены в табл. 23 [2]. Значения коэффициентов определяются, как это описано в разд. 3.4.

Остальные этапы выбора параметров описаны в разд. 3.5–3.8.

Выбор форсированных режимов сверления. Для форсированных режимов сверления подачу подсчитывают по формуле

и уточняют по паспорту станка.

Скорость резания вычисляют по формуле

Величина А называется условным показателем интенсивности режима сверления [2], ее вычисляют по формуле

При форсированных режимах для короткой и средней серии сверла А1 = 25, для длинной и удлиненной А1= 13.

После получения значения v для форсированных режимов сверления следует определить ожидаемую стойкость сверла T, мин, которая может быть рассчитана по формулам:

для обработки стали

для обработки чугуна

где

Выбор коэффициентов, входящих в правую часть формулы, описан в разд. 3.4.

Считается, что для всех случаев обработки стойкость сверла не должна быть менее 10 мин. В том случае, если стойкость сверла
Т

Источник