Меню

Единицы измерения подачи при осевой обработке



Единицы измерения подачи

При помощи следующих G-команд можно устанавливать единицы измерения для ввода подачи. Все команды активны модально. После настройки машинных данных активизируется ввод в мм или дюймах.

При помощи команд в NC-программе устанавливаются скорости подачи для всей последовательности обработки и всех участвующих в обработке осей.

Согласно определению путевая подача складывается из скоростей отдельных компонентов, чьи движения распределены по геометрическим осям и характеризуется скоростью перемещения средней точки фрезы или вершины резца (при токарной обработке).

G93Подача в 1/мин.

Данная подача задает продолжительность времени для выполнения одного кадра.

N10 G93 G01 X100 F2 означает:

Запрограммированное перемещение выполняется за 0,5 (1/2) мин.

G94 Значение подачи для линейных осей задается в мм/мин или дюйм/мин и в град/мин для круговых осей.

Дополнительные указания При переключении G-командой изменения подачи G93 на G94 необходимо заново запрограммировать путевую подачу.

G95 При активизации данной команды подача программируется в мм/оборот или дюйм/оборот. Она соотносится с числом оборотов мастер шпинделя – или согласно правилу, главного шпинделя токарного станка.

G96 Команда G96 делает возможным обработку с постоянной скоростью резания. При включенной G96 число оборотов мастер шпинделя изменяется автоматически таким образом, что в зависимости от диаметра детали скорость резания S в м/мин в точке резания остается все время постоянной. Таким образом обеспечивается высокое качество обработанной поверхности.

При ускоренном перемещении G00 изменения числа оборотов не производится; до тех пор, пока в следующем кадре не встретится команда путевого перемещения G01, G02, G03…, поэтому в кадр ускоренного перемещения G00 часто ставят число оборотов для следующего рабочего перемещения.

Если последний кадр G00 очень мал, то возможна такая ситуация, что шпинделю не хватит времени для набора заданного числа оборотов.

G97 G97 выключает функцию постоянной скорости резания. То есть система опять интерпретирует слово S как число оборотов шпинделя в оборотах/мин. До тех пор пока не будет введено значение для числа оборотов шпинделя будет активна скорость, установленная при последнем программировании G96.

Дополнительные указания При переключении G-командой изменения подачи G93, G94, G95 или G96 необходимо заново запрограммировать путевую подачу.

Шпиндель

Выбор шпинделя для работы (главный шпиндель, мастер шпиндель) определяется через машинные данные или при помощи специальных NC-команд.

Для процесса обработки необходимо установить правильную скорость резания, значения подачи, а так же определить число оборотов шпинделя и направление его вращения. При помощи контроля скорости вращения шпинделя исключается возможность обработки незапущенным шпинделем!

Обороты

При помощи адреса S. Программируется число оборотов шпинделя при задании подачи G94 и G95 в оборотах/мин. Если запрограммировано S1250 – это означает, что шпиндель должен вращаться со скоростью 1250 оборотов/мин. Данное значение не зависит от направления!

При активной G96, S. имеет размерность м/мин, или S200 означает скорость резания 200м/мин.

Направление вращения

Направление вращения шпинделя определяется командами M03/M04 и M05 и определено так, что при M03 шпиндель должен вращаться в направлении часовой стрелки,а при M04 в направлении против часовой стрелки. M05 осуществляет неконтролируемый останов шпинделя. Данные три вспомогательные функции обрабатываются внутри системы.

l M03 Шпиндель вправо/ по часовой стрелке

l M04 Шпиндель влево / против часовой стрелки

Источник

Скорости и подачи — Speeds and feeds

Фраза скорость и каналы или каналы и скорость относятся к двум разным скоростям в станкостроении практики, скорость резания и скорости подачи . Их часто рассматривают как пару из-за их совместного воздействия на процесс резки. Однако каждый из них может быть рассмотрен и проанализирован отдельно.

Скорость резания (также называемая поверхностной скоростью или просто скоростью ) — это разница скоростей ( относительная скорость ) между режущим инструментом и поверхностью обрабатываемой детали, на которой он работает. Он выражается в единицах расстояния по поверхности детали за единицу времени, обычно в футах в минуту (sfm) или метрах в минуту (м / мин). Скорость подачи (также часто называемая твердым составом , скоростью подачи или просто подачей ) — это относительная скорость, с которой резец продвигается вдоль заготовки; его вектор перпендикулярен вектору скорости резания. Единицы подачи зависят от движения инструмента и заготовки; когда заготовка вращается ( например , при токарной обработке и растачивании ), единицы измерения почти всегда представляют собой расстояние на оборот шпинделя (дюймы на оборот [дюймы / оборот или ipr] или миллиметры на оборот [мм / оборот]). Когда заготовка не вращается ( например , при фрезеровании ), обычно единицами измерения является расстояние за время (дюймы в минуту [дюйм / мин или ipm] или миллиметры в минуту [мм / мин]), хотя расстояние на оборот или на зуб фрезы также иногда используются.

Если такие переменные, как геометрия фрезы и жесткость станка и его оснастки, можно в идеале максимизировать (и уменьшить до незначительных постоянных), то только недостаток мощности (то есть киловатт или лошадиных сил), доступной шпинделю, может предотвратить использование максимально возможных скоростей и подач для любого заданного материала заготовки и материала фрезы. Конечно, в действительности эти другие переменные являются динамическими и нельзя пренебрегать незначительными, но все же существует корреляция между доступной мощностью и используемыми подачами и скоростями. На практике обычно ограничивающим фактором является недостаточная жесткость.

Фразы «скорость и подача» или «подача и скорость» иногда использовались метафорически для обозначения деталей выполнения плана, которые могли бы знать только квалифицированные технические специалисты (в отличие от проектировщиков или менеджеров).

Содержание

Скорость резания

Скорость резания может быть определена как скорость на поверхности заготовки, независимо от используемой операции обработки. Скорость резания для низкоуглеродистой стали 100 футов / мин одинакова, независимо от того, является ли это скорость резца, проходящего через заготовку, например, при токарной операции, или скорость резца, проходящего мимо заготовки, например, при фрезеровании. операция. Условия резания будут влиять на значение этой поверхностной скорости для мягкой стали.

Схематично скорость на поверхности заготовки можно представить как тангенциальную скорость на границе раздела инструмент-резак, то есть как быстро материал перемещается за режущую кромку инструмента, хотя «на какой поверхности сосредоточиться» — это тема для обсуждения. несколько верных ответов. При сверлении и фрезеровании внешний диаметр инструмента является общепринятой поверхностью. При точении и растачивании поверхность может быть определена по обе стороны от глубины резания, то есть либо начальная, либо конечная поверхность, причем ни одно определение не является «неправильным», если вовлеченные люди понимают разницу. Опытный машинист кратко охарактеризовал это как «диаметр, с которого я поворачиваюсь» по сравнению с «диаметром, к которому я обращаюсь». Он использует «от», а не «до», и объясняет почему, признавая, что некоторые другие этого не делают. Логика сосредоточения внимания на самом большом используемом диаметре (внешний диаметр сверла или концевой фрезы, начальный диаметр токарной заготовки) заключается в том, что именно здесь находится самая высокая тангенциальная скорость с наибольшим тепловыделением, которое является основным фактором износа инструмента .

Будет оптимальная скорость резания для каждого материала и набора условий обработки, и скорость шпинделя ( об / мин ) может быть рассчитана на основе этой скорости. Факторы, влияющие на расчет скорости резания:

  • Обрабатываемый материал (сталь, латунь, инструментальная сталь, пластик, дерево) (см. Таблицу ниже)
  • Материал, из которого изготовлен резак ( высокоуглеродистая сталь , быстрорежущая сталь (HSS), карбид , керамика и алмазные инструменты )
  • Экономический срок службы фрезы (стоимость переточки или покупки новой по сравнению с количеством произведенных деталей)

Скорости резания рассчитываются исходя из наличия оптимальных условий резания. К ним относятся:

  • Скорость съема металла (чистовая обработка, при которой удаляется небольшое количество материала, может выполняться на повышенной скорости)
  • Полный и постоянный поток СОЖ (адекватное охлаждение и промывка стружки)
  • Жесткость станка и оснастки (снижение вибрации или вибрации)
  • Непрерывность резания (по сравнению с прерывистой резкой , такой как обработка материала квадратного сечения на токарном станке)
  • Состояние материала (прокатная окалина, твердые пятна из-за образования белого чугуна в отливках)

Режущая скорость задается в виде набора констант, которые доступны от производителя материала или поставщика. Наиболее распространенные материалы доступны в справочниках или таблицах, но всегда подлежат корректировке в зависимости от условий резки. В следующей таблице приведены скорости резания для ряда распространенных материалов при одном наборе условий. Условиями являются срок службы инструмента 1 час, резка без СОЖ (без СОЖ) и при средних подачах, поэтому они могут оказаться неправильными в зависимости от обстоятельств. Эти скорости резания могут измениться, если, например, доступна соответствующая охлаждающая жидкость или используется улучшенный сорт HSS (например, содержащий [кобальт]).

Скорость резания различных материалов с помощью плоского фрезы для быстрорежущей стали

Тип материала Метров в минуту (MPM) Количество футов в минуту (SFM)
Сталь (прочная) 18–50 60–100
Мягкая сталь 3–38 10–125
Мягкая сталь (с охлаждающей жидкостью) 6–7 20–25
Чугун (средний) 1–2 6–8
Легированные стали (1320–9262) 3–20 12–65
Углеродистые стали (C1008 – C1095) 4–51 0–70
Автоматизированная сталь (B1111 – B1113 и C1108 – C1213) 35–69 115–225
Нержавеющая сталь (серии 300 и 400) 23–40 30–75
Бронзы 24–45 10–80
Свинцовая сталь (Leadloy 12L14) 91 30
Алюминий 122-305 400–1000
Латунь 90–210 300–700
Обрабатываемый воск 6 20
Сополимер ацетала (Делрин) 11 35 год
Полиэтилен 12 40
Акрил (с СОЖ) 15 50
Дерево 183–305 600–1000

Рейтинг обрабатываемости

Оценка обрабатываемости материала пытается количественно оценить обрабатываемость различных материалов. Выражается в процентах или нормированном значении . Американский институт чугуна и стали (AISI) определены рейтинги обрабатываемости для широкого спектра материалов, выполнив токарных испытания на 180 надводных футов в минуту (SFPM). Затем он произвольно присвоил стали 160 Brinell B1112 рейтинг обрабатываемости 100%. Рейтинг обрабатываемости определяется путем измерения средневзвешенных значений нормальной скорости резания, чистоты поверхности и стойкости инструмента для каждого материала. Обратите внимание, что материал с рейтингом обрабатываемости менее 100% будет труднее обрабатывать, чем материал B1112, а материал и значение более 100% будет проще.

Обрабатываемость рейтинги могут быть использованы в сочетании с уравнением Тейлора жизни инструмента , В. Т. п = С для того , чтобы определить , скорость резания или срок службы инструмента. Известно, что срок службы инструмента B1112 составляет 60 минут при скорости резания 100 футов в минуту. Если материал имеет рейтинг обрабатываемости 70%, с учетом вышеизложенного можно определить, что для поддержания того же срока службы инструмента (60 минут) скорость резания должна составлять 70 футов в минуту (при условии, что используется тот же самый инструмент). .

При расчетах для медных сплавов номинальная мощность машины рассчитывается исходя из оценки 100, равной 600 SFM. Например, фосфорная бронза (марки A – D) имеет рейтинг обрабатываемости 20. Это означает, что фосфорная бронза работает на 20% со скоростью 600 SFM или 120 SFM. Тем не менее, 165 SFM обычно принимается как базовый 100% рейтинг для «сортировки сталей». Формула скорости резания (V) = [πDN] / 1000 м / мин, где D = диаметр заготовки в метрах или миллиметрах N = скорость шпинделя в об / мин

Скорость вращения шпинделя

Скорость шпинделя — это частота вращения шпинделя станка, измеряемая в оборотах в минуту (об / мин). Предпочтительная скорость определяется путем движения назад от желаемой поверхностной скорости (sfm или м / мин) с учетом диаметра (заготовки или фрезы).

Шпиндель может удерживать:

Чрезмерная скорость шпинделя вызовет преждевременный износ инструмента, поломку и может вызвать вибрацию инструмента, что может привести к потенциально опасным условиям. Использование правильной скорости шпинделя для материала и инструментов значительно увеличит срок службы инструмента и качество обработки поверхности.

Для данной операции обработки скорость резания в большинстве ситуаций остается постоянной; поэтому скорость шпинделя также останется постоянной. Однако операции торцевания, формовки, отрезки и выемки на токарном или винторезном станке включают обработку постоянно меняющегося диаметра. В идеале это означает изменение скорости шпинделя по мере того, как рез продвигается по поверхности заготовки, обеспечивая постоянную скорость резания (CSS). Механические приспособления для реализации CSS существовали веками, но они никогда не применялись для управления станками. В эпоху до появления ЧПУ идеал CSS игнорировался в большинстве работ. Для необычной работы, которая требовала этого, были приложены особые усилия. Внедрение токарных станков с ЧПУ обеспечило практическое повседневное решение с помощью автоматизированного контроля и управления процессом обработки CSS . С помощью программного обеспечения станка и электродвигателей с регулируемой скоростью токарный станок может увеличивать частоту вращения шпинделя по мере приближения резца к центру детали.

Шлифовальные круги предназначены для работы с максимальной безопасной скоростью, скорость вращения шпинделя шлифовального станка может изменяться, но ее следует изменять только с должным вниманием к безопасной рабочей скорости круга. По мере износа круга его диаметр будет уменьшаться, и его эффективная скорость резания будет уменьшаться. Некоторые шлифовальные машины имеют возможность увеличения скорости вращения шпинделя, что исправляет эту потерю режущей способности; однако увеличение скорости сверх допустимой для колес приведет к повреждению колеса и серьезной опасности для жизни и здоровья.

Вообще говоря, скорость вращения шпинделя и скорость подачи менее важны при обработке дерева, чем обработка металла. Большинство деревообрабатывающих станков, включая моторные пилы, такие как циркулярные пилы и ленточные пилы , фуганки , строгальные станки , вращаются с фиксированной частотой вращения. В этих станках скорость резания регулируется скоростью подачи. Требуемая скорость подачи может сильно варьироваться в зависимости от мощности двигателя, твердости древесины или другого обрабатываемого материала и остроты режущего инструмента.

В деревообработке идеальной является скорость подачи, которая достаточно медленная, чтобы не заглушить двигатель, но при этом достаточно быстрая, чтобы избежать возгорания материала. Некоторые породы дерева, такие как черная вишня и клен , более склонны к возгоранию, чем другие. Правильная скорость подачи обычно достигается «наощупь», если материал подается вручную, или методом проб и ошибок, если используется силовой питатель. В рейсмусах (строгальных станках) древесина обычно подается автоматически через резиновые или гофрированные стальные ролики. Некоторые из этих машин позволяют изменять скорость подачи, обычно путем замены шкивов . Более низкая скорость подачи обычно приводит к более тонкой поверхности, так как больше разрезов делается для любой длины древесины.

Читайте также:  Система измерения пуговиц что это

Скорость шпинделя играет важную роль при работе фрезерных станков, фрезерных станков и сверл. Старые и меньшие фрезерные станки часто вращаются с фиксированной скоростью шпинделя, обычно между 20 000 и 25 000 об / мин. Хотя эти скорости подходят для небольших фрез, использование более крупных битов, скажем, более 1 дюйма (25 мм) или 25 миллиметров в диаметре, может быть опасным и может привести к дребезжанию. У более крупных маршрутизаторов теперь есть переменная скорость, а для больших битов требуется более низкая скорость. При сверлении дерева обычно используются более высокие скорости шпинделя, чем при сверлении металла, и скорость не так критична. Однако сверла большего диаметра требуют меньших оборотов, чтобы избежать пригорания.

Подача и скорость резания, а также определяемые ими скорости шпинделя являются идеальными условиями резания для инструмента. Если условия не идеальны, то выполняется регулировка скорости шпинделя, эта регулировка обычно представляет собой снижение числа оборотов в минуту до ближайшей доступной скорости или скорости, которая считается (благодаря знаниям и опыту) правильной.

Некоторые материалы, такие как обрабатываемый воск, можно резать на самых разных скоростях шпинделя, в то время как другие, например нержавеющая сталь, требуют гораздо более тщательного контроля, поскольку скорость резания имеет решающее значение, чтобы избежать перегрева как фрезы, так и заготовки. Нержавеющая сталь — это материал, который очень легко затвердевает при холодной обработке , поэтому недостаточная скорость подачи или неправильная скорость шпинделя могут привести к менее чем идеальным условиям резания, поскольку заготовка быстро затвердевает и сопротивляется режущему действию инструмента. Обильное применение смазочно-охлаждающей жидкости может улучшить эти условия резания; однако правильный выбор скоростей является решающим фактором.

Расчет скорости шпинделя

В большинстве книг по металлообработке есть номограммы или таблицы скоростей шпинделя и скорости подачи для различных фрез и материалов заготовок; аналогичные таблицы также, вероятно, можно получить у производителя используемого резака.

Скорости шпинделя можно рассчитать для всех операций обработки, если известны SFM или MPM. В большинстве случаев мы имеем дело с цилиндрическим объектом, таким как фреза или деталь, токарная на токарном станке, поэтому нам нужно определить скорость на периферии этого круглого объекта. Эта скорость на периферии (точки на окружности, проходящей мимо неподвижной точки) будет зависеть от скорости вращения (об / мин) и диаметра объекта.

Можно провести аналогию со скейтбордистом и велосипедистом, идущими бок о бок по дороге. Для заданной поверхностной скорости (скорости этой пары по дороге) скорость вращения (об / мин) их колес (большая для конькобежца и малая для велосипедиста) будет разной. Эта скорость вращения (об / мин) и есть то, что мы вычисляем, учитывая фиксированную поверхностную скорость (скорость по дороге) и известные значения размеров их колес (фрезы или заготовки).

Следующие формулы можно использовать для оценки этого значения.

Приближение

Не всегда требуется точное число оборотов в минуту, будет работать близкое приближение (используя 3 для значения ). π <\ displaystyle <\ pi>>

р п M знак равно C ты т т я п г S п е е d × 12 π × D я а м е т е р <\ displaystyle RPM = >

например, для скорости резания 100 футов / мин (резец из простой быстрорежущей стали по низкоуглеродистой стали) и диаметром 10 дюймов (резак или заготовка)

р п M знак равно C ты т т я п г S п е е d × 12 π × D я а м е т е р знак равно 12 × 100 ж т / м я п 3 × 10 я п c час е s знак равно 40 р е v s / м я п <\ displaystyle RPM = = <12 \ times 100ft / min \ over 3 \ times 10inches>= <40revs / min>>

и, например, с использованием метрических значений, где скорость резания составляет 30 м / мин и диаметр 10 мм (0,01 м),

р п M знак равно S п е е d π × D я а м е т е р знак равно 1000 × 30 м / м я п 3 × 10 м м знак равно 1000 р е v s / м я п <\ displaystyle RPM = <Скорость \ сверх \ пи \ раз в диаметре>= <1000 \ раз 30 м / мин \ более 3 \ раз 10 мм>= <1000об / мин>>

Точность

Однако для более точных расчетов и за счет простоты можно использовать эту формулу:

р п M знак равно S п е е d C я р c ты м ж е р е п c е знак равно S п е е d π × D я а м е т е р <\ displaystyle RPM = <Скорость \ по окружности>= <Скорость \ по \ pi \ раз в диаметре>>

и используя тот же пример

р п M знак равно 100 ж т / м я п π × 10 я п c час е s ( 1 ж т 12 я п c час е s ) знак равно 100 2,62 знак равно 38,2 р е v s / м я п <\ displaystyle RPM = <100 футов / мин \ больше \ pi \ times 10 \, дюймов \ влево (<\ frac <1ft><12 \, дюймов>> \ right)> = <100 \ over 2,62>= 38,2 оборотов / min>

и используя тот же пример, что и выше

р п M знак равно 30 м / м я п π × 10 м м ( 1 м 1000 м м ) знак равно 1000 * 30 π * 10 знак равно 955 р е v s / м я п <\ displaystyle RPM = <30 м / мин \ больше \ pi \ times 10 \, мм \ left (<\ frac <1m><1000 \, мм>> \ right)> = <1000 * 30 \ over \ pi * 10 >= 955об / мин>

  • RPM — это скорость вращения фрезы или заготовки.
  • Скорость — это рекомендуемая скорость резки материала в метрах в минуту или футах в минуту.
  • Диаметр в миллиметрах или дюймах.

Скорость подачи

Подача — это скорость, с которой фреза подается, то есть продвигается к заготовке. Он выражается в единицах расстояния на оборот для точения и растачивания (обычно дюймы на оборот [ ipr ] или миллиметры на оборот ). Это может быть выражено таким же образом и для фрезерования, но часто оно выражается в единицах расстояния за время для фрезерования (обычно дюймы в минуту [ ipm ] или миллиметры в минуту ), с учетом того, сколько зубьев (или канавок) имеет тогда фреза. определили, что это значит для каждого зуба.

Скорость подачи зависит от:

  • Тип инструмента (маленькое сверло или большое сверло, высокоскоростное или твердосплавное, коробчатый инструмент или углубление, инструмент тонкой или широкой формы, скользящая накатка или револьверная накатка с двух сторон).
  • Желаемая чистота поверхности.
  • Доступная мощность на шпинделе (чтобы предотвратить остановку фрезы или заготовки).
  • Жесткость станка и оснастки (устойчивость к вибрации и дребезжанию).
  • Прочность заготовки (высокая скорость подачи приведет к разрушению тонкостенных труб)
  • Характеристики разрезаемого материала, поток стружки зависят от типа материала и скорости подачи. Идеальная форма стружки — небольшая, она рано отрывается, унося тепло от инструмента и работы.
  • Резьба на дюйм (TPI) для метчиков, штамповочных головок и резьбонарезных инструментов.
  • Ширина среза. Каждый раз, когда ширина реза меньше половины диаметра, геометрическое явление, называемое утонением стружки, снижает фактическую нагрузку на стружку. Скорость подачи необходимо увеличивать, чтобы компенсировать эффект утонения стружки, как для повышения производительности, так и для предотвращения трения, которое снижает стойкость инструмента.

При принятии решения, какую скорость подачи использовать для определенной операции резания, расчет довольно прост для одноточечных режущих инструментов, потому что вся работа резания выполняется в одной точке (выполняется, так сказать, «одним зубом»). На фрезерном станке или фуганке, где используются многогранные / многогранные режущие инструменты, желаемая скорость подачи становится зависимой от количества зубьев на фрезе, а также от желаемого количества материала на зуб для резки (выраженный как загрузка микросхемы). Чем больше количество режущих кромок, тем выше допустимая скорость подачи: для того, чтобы режущая кромка работала эффективно, она должна снимать достаточно материала, чтобы резать, а не тереть; он также должен делать свою долю работы.

Соотношение скорости шпинделя и скорости подачи контролирует агрессивность резания и характер образующейся стружки .

Формула для определения скорости подачи

Эту формулу можно использовать для определения скорости подачи, которую резец перемещает внутрь или вокруг работы. Это применимо к фрезам на фрезерном станке, сверлильном станке и ряде других станков. Это не должно использоваться на токарном станке для токарных операций, так как скорость подачи на токарном станке задается как подача на оборот.

F р знак равно р п M × Т × C L <\ displaystyle FR = <об / мин \ раз T \ раз CL>>

  • FR = рассчитанная скорость подачи в дюймах в минуту или мм в минуту.
  • RPM = это расчетная скорость фрезы.
  • T = количество зубьев фрезы.
  • CL = нагрузка стружки или подача на зуб . Это размер стружки, которую берет каждый зуб фрезы.

Глубина резания

Скорость резания и скорость подачи вместе с глубиной резания определяют скорость съема материала , которая представляет собой объем материала заготовки (металл, дерево, пластик и т. Д.), Который может быть удален за единицу времени.

Взаимосвязь теории и практики

Выбор скорости и подачи аналогичен другим примерам прикладной науки, таким как метеорология или фармакология , в том смысле , что теоретическое моделирование необходимо и полезно, но оно никогда не может полностью предсказать реальность конкретных случаев из-за очень многомерной среды. Подобно тому, как прогнозы погоды или дозировки лекарств можно смоделировать с достаточной точностью, но никогда с полной уверенностью, машинисты могут прогнозировать с помощью диаграмм и формул приблизительные значения скорости и подачи, которые будут лучше всего работать для конкретной работы, но не могут знать точные оптимальные значения до тех пор, пока выполнение работы. При обработке с ЧПУ обычно программист программирует скорости и подачи, которые настраиваются настолько точно, насколько могут обеспечить расчеты и общие рекомендации. Затем оператор точно настраивает значения во время работы станка на основе вида, звуков, запахов, температуры, выдержки допусков и срока службы наконечника инструмента. При правильном управлении измененные значения сохраняются для использования в будущем, так что, когда программа запускается снова позже, эту работу не нужно дублировать.

Однако, как и в случае с метеорологией и фармакологией, взаимосвязь теории и практики развивалась на протяжении десятилетий, поскольку теоретическая часть баланса становится все более продвинутой благодаря информационным технологиям. Например, проект под названием Machine Tool Genome Project направлен на обеспечение компьютерного моделирования (симуляции), необходимого для прогнозирования оптимальных комбинаций скорости и подачи для конкретных установок в любом магазине, подключенном к Интернету, с меньшим количеством местных экспериментов и испытаний. Вместо того, чтобы единственным вариантом было измерение и тестирование поведения своего собственного оборудования, он получит пользу от опыта и моделирования других; в некотором смысле, вместо того, чтобы «изобретать колесо», он сможет «лучше использовать существующие колеса, уже разработанные другими в удаленных местах».

Примеры академических исследований

Скорость и кормление изучаются научно, по крайней мере, с 1890-х годов. Работа обычно выполняется в инженерных лабораториях, причем финансирование идет из трех основных источников: корпораций , правительств (включая их вооруженные силы ) и университетов . Все три типа организаций вложили в это дело большие суммы денег, часто в рамках сотрудничества . Примеры такой работы приведены ниже.

Научное исследование, проведенное Хольцем и Де Лиу из компании Cincinnati Milling Machine Company, сделало для фрез то же, что Ф. В. Тейлор сделал для фрез с острием .

«После Второй мировой войны было разработано много новых сплавов. Новые стандарты были необходимы для повышения производительности [США] в Америке. Компания Metcut Research Associates при технической поддержке Лаборатории материалов ВВС и Лаборатории науки и технологий армии опубликовала первые данные о механической обработке. Справочник 1966 года. Рекомендованные скорости и подачи, приведенные в этой книге, были результатом обширных испытаний, направленных на определение оптимальной стойкости инструмента в контролируемых условиях для каждого материала, используемого в повседневной работе, операции и твердости ».

Флорес-Оррего и др. 2010 , исследовали влияние изменения параметров резания на целостность поверхности при точении нержавеющей стали AISI 304. Они обнаружили, что скорость подачи оказывает наибольшее влияние на качество поверхности, и что помимо достижения желаемого профиля шероховатости, необходимо проанализировать влияние скорости и подачи на создание микролунок и микродефектов на обрабатываемой поверхности. поверхность. Более того, они обнаружили, что обычное эмпирическое соотношение, которое связывает скорость подачи со значением шероховатости, не подходит для низких скоростей резания.

Источник

Единицы измерения подачи

При помощи следующих G-команд можно устанавливать единицы измерения для ввода подачи. Все команды активны модально. После настройки машинных данных активизируется ввод в мм или дюймах.

При помощи команд в NC-программе устанавливаются скорости подачи для всей последовательности обработки и всех участвующих в обработке осей.

Согласно определению путевая подача складывается из скоростей отдельных компонентов, чьи движения распределены по геометрическим осям и характеризуется скоростью перемещения средней точки фрезы или вершины резца (при токарной обработке).

G93Подача в 1/мин.

Данная подача задает продолжительность времени для выполнения одного кадра.

N10 G93 G01 X100 F2 означает:

Запрограммированное перемещение выполняется за 0,5 (1/2) мин.

Читайте также:  Чтобы измерить массу линейки

G94 Значение подачи для линейных осей задается в мм/мин или дюйм/мин и в град/мин для круговых осей.

Дополнительные указания При переключении G-командой изменения подачи G93 на G94 необходимо заново запрограммировать путевую подачу.

G95 При активизации данной команды подача программируется в мм/оборот или дюйм/оборот. Она соотносится с числом оборотов мастер шпинделя – или согласно правилу, главного шпинделя токарного станка.

G96 Команда G96 делает возможным обработку с постоянной скоростью резания. При включенной G96 число оборотов мастер шпинделя изменяется автоматически таким образом, что в зависимости от диаметра детали скорость резания S в м/мин в точке резания остается все время постоянной. Таким образом обеспечивается высокое качество обработанной поверхности.

При ускоренном перемещении G00 изменения числа оборотов не производится; до тех пор, пока в следующем кадре не встретится команда путевого перемещения G01, G02, G03…, поэтому в кадр ускоренного перемещения G00 часто ставят число оборотов для следующего рабочего перемещения.

Если последний кадр G00 очень мал, то возможна такая ситуация, что шпинделю не хватит времени для набора заданного числа оборотов.

G97 G97 выключает функцию постоянной скорости резания. То есть система опять интерпретирует слово S как число оборотов шпинделя в оборотах/мин. До тех пор пока не будет введено значение для числа оборотов шпинделя будет активна скорость, установленная при последнем программировании G96.

Дополнительные указания При переключении G-командой изменения подачи G93, G94, G95 или G96 необходимо заново запрограммировать путевую подачу.

Шпиндель

Выбор шпинделя для работы (главный шпиндель, мастер шпиндель) определяется через машинные данные или при помощи специальных NC-команд.

Для процесса обработки необходимо установить правильную скорость резания, значения подачи, а так же определить число оборотов шпинделя и направление его вращения. При помощи контроля скорости вращения шпинделя исключается возможность обработки незапущенным шпинделем!

Обороты

При помощи адреса S. Программируется число оборотов шпинделя при задании подачи G94 и G95 в оборотах/мин. Если запрограммировано S1250 – это означает, что шпиндель должен вращаться со скоростью 1250 оборотов/мин. Данное значение не зависит от направления!

При активной G96, S. имеет размерность м/мин, или S200 означает скорость резания 200м/мин.

Направление вращения

Направление вращения шпинделя определяется командами M03/M04 и M05 и определено так, что при M03 шпиндель должен вращаться в направлении часовой стрелки,а при M04 в направлении против часовой стрелки. M05 осуществляет неконтролируемый останов шпинделя. Данные три вспомогательные функции обрабатываются внутри системы.

l M03 Шпиндель вправо/ по часовой стрелке

l M04 Шпиндель влево / против часовой стрелки

Источник

Основные термины и единицы измерения при токарной обработке на металлорежущих станках Расчетные формулы для точения Dm Диаметр обработки vc Скорость р

543 Каталог SANDVIK COROMANT 2000 Токарный инструмент для металлорежущих станков Стр.J2

Основные термины и единицы измерения при токарной обработке на металлорежущих станках Расчетные формулы для точения Dm Диаметр обработки vc Скорость р

Основные термины и единицы измерения при токарной обработке на металлорежущих станках Расчетные формулы для точения Dm Диаметр обработки vc Скорость резания n Число оборотов шпинделя Tc Время резания Qz Объем снимаемого металла l m Длина обработки Pc Потребная мощность kc04 Удельная сила резания необходимая для снятия стружки толщиной 04 мм fn Подача за оборот изделия кг Главный угол в плане Rmax Высота микронеровностей гг Радиус при вершине пластины Эр Глубина резания мм м мин об/мин мин см3 мин мм квт N мм2 мм/об град. мкм мм мм Формулы Скорость резания (м мин) Число оборотов шпинделя (об/мин) Объем снимаемого металла (см3 мин) Потребная мощность (квт) Время резания (мин) Высота микронеровностей (мкм) vc кхDmx n Ю3 n vc х 103 пх D m Qz vc х Эр х fn vc х Эр X fnX kc 04 60 х Ю3 Tc m fn x n f 2 R max 7-X 125 04 f n x sin Kr 029 J 2 SANDVIK c ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ Точение термины и формулы

Источник

Скорости и подачи — Speeds and feeds

Фраза скорость и каналы или каналы и скорость относятся к двум разным скоростям в станкостроении практики, скорость резания и скорости подачи . Их часто рассматривают как пару из-за их совместного воздействия на процесс резки. Однако каждый из них может быть рассмотрен и проанализирован отдельно.

Скорость резания (также называемая поверхностной скоростью или просто скоростью ) — это разница скоростей ( относительная скорость ) между режущим инструментом и поверхностью обрабатываемой детали, на которой он работает. Он выражается в единицах расстояния по поверхности детали за единицу времени, обычно в футах в минуту (sfm) или метрах в минуту (м / мин). Скорость подачи (также часто называемая твердым составом , скоростью подачи или просто подачей ) — это относительная скорость, с которой резец продвигается вдоль заготовки; его вектор перпендикулярен вектору скорости резания. Единицы подачи зависят от движения инструмента и заготовки; когда заготовка вращается ( например , при токарной обработке и растачивании ), единицы измерения почти всегда представляют собой расстояние на оборот шпинделя (дюймы на оборот [дюймы / оборот или ipr] или миллиметры на оборот [мм / оборот]). Когда заготовка не вращается ( например , при фрезеровании ), обычно единицами измерения является расстояние за время (дюймы в минуту [дюйм / мин или ipm] или миллиметры в минуту [мм / мин]), хотя расстояние на оборот или на зуб фрезы также иногда используются.

Если такие переменные, как геометрия фрезы и жесткость станка и его оснастки, можно в идеале максимизировать (и уменьшить до незначительных постоянных), то только недостаток мощности (то есть киловатт или лошадиных сил), доступной шпинделю, может предотвратить использование максимально возможных скоростей и подач для любого заданного материала заготовки и материала фрезы. Конечно, в действительности эти другие переменные являются динамическими и нельзя пренебрегать незначительными, но все же существует корреляция между доступной мощностью и используемыми подачами и скоростями. На практике обычно ограничивающим фактором является недостаточная жесткость.

Фразы «скорость и подача» или «подача и скорость» иногда использовались метафорически для обозначения деталей выполнения плана, которые могли бы знать только квалифицированные технические специалисты (в отличие от проектировщиков или менеджеров).

Содержание

Скорость резания

Скорость резания может быть определена как скорость на поверхности заготовки, независимо от используемой операции обработки. Скорость резания для низкоуглеродистой стали 100 футов / мин одинакова, независимо от того, является ли это скорость резца, проходящего через заготовку, например, при токарной операции, или скорость резца, проходящего мимо заготовки, например, при фрезеровании. операция. Условия резания будут влиять на значение этой поверхностной скорости для мягкой стали.

Схематично скорость на поверхности заготовки можно представить как тангенциальную скорость на границе раздела инструмент-резак, то есть как быстро материал перемещается за режущую кромку инструмента, хотя «на какой поверхности сосредоточиться» — это тема для обсуждения. несколько верных ответов. При сверлении и фрезеровании внешний диаметр инструмента является общепринятой поверхностью. При точении и растачивании поверхность может быть определена по обе стороны от глубины резания, то есть либо начальная, либо конечная поверхность, причем ни одно определение не является «неправильным», если вовлеченные люди понимают разницу. Опытный машинист кратко охарактеризовал это как «диаметр, с которого я поворачиваюсь» по сравнению с «диаметром, к которому я обращаюсь». Он использует «от», а не «до», и объясняет почему, признавая, что некоторые другие этого не делают. Логика сосредоточения внимания на самом большом используемом диаметре (внешний диаметр сверла или концевой фрезы, начальный диаметр токарной заготовки) заключается в том, что именно здесь находится самая высокая тангенциальная скорость с наибольшим тепловыделением, которое является основным фактором износа инструмента .

Будет оптимальная скорость резания для каждого материала и набора условий обработки, и скорость шпинделя ( об / мин ) может быть рассчитана на основе этой скорости. Факторы, влияющие на расчет скорости резания:

  • Обрабатываемый материал (сталь, латунь, инструментальная сталь, пластик, дерево) (см. Таблицу ниже)
  • Материал, из которого изготовлен резак ( высокоуглеродистая сталь , быстрорежущая сталь (HSS), карбид , керамика и алмазные инструменты )
  • Экономический срок службы фрезы (стоимость переточки или покупки новой по сравнению с количеством произведенных деталей)

Скорости резания рассчитываются исходя из наличия оптимальных условий резания. К ним относятся:

  • Скорость съема металла (чистовая обработка, при которой удаляется небольшое количество материала, может выполняться на повышенной скорости)
  • Полный и постоянный поток СОЖ (адекватное охлаждение и промывка стружки)
  • Жесткость станка и оснастки (снижение вибрации или вибрации)
  • Непрерывность резания (по сравнению с прерывистой резкой , такой как обработка материала квадратного сечения на токарном станке)
  • Состояние материала (прокатная окалина, твердые пятна из-за образования белого чугуна в отливках)

Режущая скорость задается в виде набора констант, которые доступны от производителя материала или поставщика. Наиболее распространенные материалы доступны в справочниках или таблицах, но всегда подлежат корректировке в зависимости от условий резки. В следующей таблице приведены скорости резания для ряда распространенных материалов при одном наборе условий. Условиями являются срок службы инструмента 1 час, резка без СОЖ (без СОЖ) и при средних подачах, поэтому они могут оказаться неправильными в зависимости от обстоятельств. Эти скорости резания могут измениться, если, например, доступна соответствующая охлаждающая жидкость или используется улучшенный сорт HSS (например, содержащий [кобальт]).

Скорость резания различных материалов с помощью плоского фрезы для быстрорежущей стали

Тип материала Метров в минуту (MPM) Количество футов в минуту (SFM)
Сталь (прочная) 18–50 60–100
Мягкая сталь 3–38 10–125
Мягкая сталь (с охлаждающей жидкостью) 6–7 20–25
Чугун (средний) 1–2 6–8
Легированные стали (1320–9262) 3–20 12–65
Углеродистые стали (C1008 – C1095) 4–51 0–70
Автоматизированная сталь (B1111 – B1113 и C1108 – C1213) 35–69 115–225
Нержавеющая сталь (серии 300 и 400) 23–40 30–75
Бронзы 24–45 10–80
Свинцовая сталь (Leadloy 12L14) 91 30
Алюминий 122-305 400–1000
Латунь 90–210 300–700
Обрабатываемый воск 6 20
Сополимер ацетала (Делрин) 11 35 год
Полиэтилен 12 40
Акрил (с СОЖ) 15 50
Дерево 183–305 600–1000

Рейтинг обрабатываемости

Оценка обрабатываемости материала пытается количественно оценить обрабатываемость различных материалов. Выражается в процентах или нормированном значении . Американский институт чугуна и стали (AISI) определены рейтинги обрабатываемости для широкого спектра материалов, выполнив токарных испытания на 180 надводных футов в минуту (SFPM). Затем он произвольно присвоил стали 160 Brinell B1112 рейтинг обрабатываемости 100%. Рейтинг обрабатываемости определяется путем измерения средневзвешенных значений нормальной скорости резания, чистоты поверхности и стойкости инструмента для каждого материала. Обратите внимание, что материал с рейтингом обрабатываемости менее 100% будет труднее обрабатывать, чем материал B1112, а материал и значение более 100% будет проще.

Обрабатываемость рейтинги могут быть использованы в сочетании с уравнением Тейлора жизни инструмента , В. Т. п = С для того , чтобы определить , скорость резания или срок службы инструмента. Известно, что срок службы инструмента B1112 составляет 60 минут при скорости резания 100 футов в минуту. Если материал имеет рейтинг обрабатываемости 70%, с учетом вышеизложенного можно определить, что для поддержания того же срока службы инструмента (60 минут) скорость резания должна составлять 70 футов в минуту (при условии, что используется тот же самый инструмент). .

При расчетах для медных сплавов номинальная мощность машины рассчитывается исходя из оценки 100, равной 600 SFM. Например, фосфорная бронза (марки A – D) имеет рейтинг обрабатываемости 20. Это означает, что фосфорная бронза работает на 20% со скоростью 600 SFM или 120 SFM. Тем не менее, 165 SFM обычно принимается как базовый 100% рейтинг для «сортировки сталей». Формула скорости резания (V) = [πDN] / 1000 м / мин, где D = диаметр заготовки в метрах или миллиметрах N = скорость шпинделя в об / мин

Скорость вращения шпинделя

Скорость шпинделя — это частота вращения шпинделя станка, измеряемая в оборотах в минуту (об / мин). Предпочтительная скорость определяется путем движения назад от желаемой поверхностной скорости (sfm или м / мин) с учетом диаметра (заготовки или фрезы).

Шпиндель может удерживать:

Чрезмерная скорость шпинделя вызовет преждевременный износ инструмента, поломку и может вызвать вибрацию инструмента, что может привести к потенциально опасным условиям. Использование правильной скорости шпинделя для материала и инструментов значительно увеличит срок службы инструмента и качество обработки поверхности.

Для данной операции обработки скорость резания в большинстве ситуаций остается постоянной; поэтому скорость шпинделя также останется постоянной. Однако операции торцевания, формовки, отрезки и выемки на токарном или винторезном станке включают обработку постоянно меняющегося диаметра. В идеале это означает изменение скорости шпинделя по мере того, как рез продвигается по поверхности заготовки, обеспечивая постоянную скорость резания (CSS). Механические приспособления для реализации CSS существовали веками, но они никогда не применялись для управления станками. В эпоху до появления ЧПУ идеал CSS игнорировался в большинстве работ. Для необычной работы, которая требовала этого, были приложены особые усилия. Внедрение токарных станков с ЧПУ обеспечило практическое повседневное решение с помощью автоматизированного контроля и управления процессом обработки CSS . С помощью программного обеспечения станка и электродвигателей с регулируемой скоростью токарный станок может увеличивать частоту вращения шпинделя по мере приближения резца к центру детали.

Шлифовальные круги предназначены для работы с максимальной безопасной скоростью, скорость вращения шпинделя шлифовального станка может изменяться, но ее следует изменять только с должным вниманием к безопасной рабочей скорости круга. По мере износа круга его диаметр будет уменьшаться, и его эффективная скорость резания будет уменьшаться. Некоторые шлифовальные машины имеют возможность увеличения скорости вращения шпинделя, что исправляет эту потерю режущей способности; однако увеличение скорости сверх допустимой для колес приведет к повреждению колеса и серьезной опасности для жизни и здоровья.

Читайте также:  Измерение силы для arduino

Вообще говоря, скорость вращения шпинделя и скорость подачи менее важны при обработке дерева, чем обработка металла. Большинство деревообрабатывающих станков, включая моторные пилы, такие как циркулярные пилы и ленточные пилы , фуганки , строгальные станки , вращаются с фиксированной частотой вращения. В этих станках скорость резания регулируется скоростью подачи. Требуемая скорость подачи может сильно варьироваться в зависимости от мощности двигателя, твердости древесины или другого обрабатываемого материала и остроты режущего инструмента.

В деревообработке идеальной является скорость подачи, которая достаточно медленная, чтобы не заглушить двигатель, но при этом достаточно быстрая, чтобы избежать возгорания материала. Некоторые породы дерева, такие как черная вишня и клен , более склонны к возгоранию, чем другие. Правильная скорость подачи обычно достигается «наощупь», если материал подается вручную, или методом проб и ошибок, если используется силовой питатель. В рейсмусах (строгальных станках) древесина обычно подается автоматически через резиновые или гофрированные стальные ролики. Некоторые из этих машин позволяют изменять скорость подачи, обычно путем замены шкивов . Более низкая скорость подачи обычно приводит к более тонкой поверхности, так как больше разрезов делается для любой длины древесины.

Скорость шпинделя играет важную роль при работе фрезерных станков, фрезерных станков и сверл. Старые и меньшие фрезерные станки часто вращаются с фиксированной скоростью шпинделя, обычно между 20 000 и 25 000 об / мин. Хотя эти скорости подходят для небольших фрез, использование более крупных битов, скажем, более 1 дюйма (25 мм) или 25 миллиметров в диаметре, может быть опасным и может привести к дребезжанию. У более крупных маршрутизаторов теперь есть переменная скорость, а для больших битов требуется более низкая скорость. При сверлении дерева обычно используются более высокие скорости шпинделя, чем при сверлении металла, и скорость не так критична. Однако сверла большего диаметра требуют меньших оборотов, чтобы избежать пригорания.

Подача и скорость резания, а также определяемые ими скорости шпинделя являются идеальными условиями резания для инструмента. Если условия не идеальны, то выполняется регулировка скорости шпинделя, эта регулировка обычно представляет собой снижение числа оборотов в минуту до ближайшей доступной скорости или скорости, которая считается (благодаря знаниям и опыту) правильной.

Некоторые материалы, такие как обрабатываемый воск, можно резать на самых разных скоростях шпинделя, в то время как другие, например нержавеющая сталь, требуют гораздо более тщательного контроля, поскольку скорость резания имеет решающее значение, чтобы избежать перегрева как фрезы, так и заготовки. Нержавеющая сталь — это материал, который очень легко затвердевает при холодной обработке , поэтому недостаточная скорость подачи или неправильная скорость шпинделя могут привести к менее чем идеальным условиям резания, поскольку заготовка быстро затвердевает и сопротивляется режущему действию инструмента. Обильное применение смазочно-охлаждающей жидкости может улучшить эти условия резания; однако правильный выбор скоростей является решающим фактором.

Расчет скорости шпинделя

В большинстве книг по металлообработке есть номограммы или таблицы скоростей шпинделя и скорости подачи для различных фрез и материалов заготовок; аналогичные таблицы также, вероятно, можно получить у производителя используемого резака.

Скорости шпинделя можно рассчитать для всех операций обработки, если известны SFM или MPM. В большинстве случаев мы имеем дело с цилиндрическим объектом, таким как фреза или деталь, токарная на токарном станке, поэтому нам нужно определить скорость на периферии этого круглого объекта. Эта скорость на периферии (точки на окружности, проходящей мимо неподвижной точки) будет зависеть от скорости вращения (об / мин) и диаметра объекта.

Можно провести аналогию со скейтбордистом и велосипедистом, идущими бок о бок по дороге. Для заданной поверхностной скорости (скорости этой пары по дороге) скорость вращения (об / мин) их колес (большая для конькобежца и малая для велосипедиста) будет разной. Эта скорость вращения (об / мин) и есть то, что мы вычисляем, учитывая фиксированную поверхностную скорость (скорость по дороге) и известные значения размеров их колес (фрезы или заготовки).

Следующие формулы можно использовать для оценки этого значения.

Приближение

Не всегда требуется точное число оборотов в минуту, будет работать близкое приближение (используя 3 для значения ). π <\ displaystyle <\ pi>>

р п M знак равно C ты т т я п г S п е е d × 12 π × D я а м е т е р <\ displaystyle RPM = >

например, для скорости резания 100 футов / мин (резец из простой быстрорежущей стали по низкоуглеродистой стали) и диаметром 10 дюймов (резак или заготовка)

р п M знак равно C ты т т я п г S п е е d × 12 π × D я а м е т е р знак равно 12 × 100 ж т / м я п 3 × 10 я п c час е s знак равно 40 р е v s / м я п <\ displaystyle RPM = = <12 \ times 100ft / min \ over 3 \ times 10inches>= <40revs / min>>

и, например, с использованием метрических значений, где скорость резания составляет 30 м / мин и диаметр 10 мм (0,01 м),

р п M знак равно S п е е d π × D я а м е т е р знак равно 1000 × 30 м / м я п 3 × 10 м м знак равно 1000 р е v s / м я п <\ displaystyle RPM = <Скорость \ сверх \ пи \ раз в диаметре>= <1000 \ раз 30 м / мин \ более 3 \ раз 10 мм>= <1000об / мин>>

Точность

Однако для более точных расчетов и за счет простоты можно использовать эту формулу:

р п M знак равно S п е е d C я р c ты м ж е р е п c е знак равно S п е е d π × D я а м е т е р <\ displaystyle RPM = <Скорость \ по окружности>= <Скорость \ по \ pi \ раз в диаметре>>

и используя тот же пример

р п M знак равно 100 ж т / м я п π × 10 я п c час е s ( 1 ж т 12 я п c час е s ) знак равно 100 2,62 знак равно 38,2 р е v s / м я п <\ displaystyle RPM = <100 футов / мин \ больше \ pi \ times 10 \, дюймов \ влево (<\ frac <1ft><12 \, дюймов>> \ right)> = <100 \ over 2,62>= 38,2 оборотов / min>

и используя тот же пример, что и выше

р п M знак равно 30 м / м я п π × 10 м м ( 1 м 1000 м м ) знак равно 1000 * 30 π * 10 знак равно 955 р е v s / м я п <\ displaystyle RPM = <30 м / мин \ больше \ pi \ times 10 \, мм \ left (<\ frac <1m><1000 \, мм>> \ right)> = <1000 * 30 \ over \ pi * 10 >= 955об / мин>

  • RPM — это скорость вращения фрезы или заготовки.
  • Скорость — это рекомендуемая скорость резки материала в метрах в минуту или футах в минуту.
  • Диаметр в миллиметрах или дюймах.

Скорость подачи

Подача — это скорость, с которой фреза подается, то есть продвигается к заготовке. Он выражается в единицах расстояния на оборот для точения и растачивания (обычно дюймы на оборот [ ipr ] или миллиметры на оборот ). Это может быть выражено таким же образом и для фрезерования, но часто оно выражается в единицах расстояния за время для фрезерования (обычно дюймы в минуту [ ipm ] или миллиметры в минуту ), с учетом того, сколько зубьев (или канавок) имеет тогда фреза. определили, что это значит для каждого зуба.

Скорость подачи зависит от:

  • Тип инструмента (маленькое сверло или большое сверло, высокоскоростное или твердосплавное, коробчатый инструмент или углубление, инструмент тонкой или широкой формы, скользящая накатка или револьверная накатка с двух сторон).
  • Желаемая чистота поверхности.
  • Доступная мощность на шпинделе (чтобы предотвратить остановку фрезы или заготовки).
  • Жесткость станка и оснастки (устойчивость к вибрации и дребезжанию).
  • Прочность заготовки (высокая скорость подачи приведет к разрушению тонкостенных труб)
  • Характеристики разрезаемого материала, поток стружки зависят от типа материала и скорости подачи. Идеальная форма стружки — небольшая, она рано отрывается, унося тепло от инструмента и работы.
  • Резьба на дюйм (TPI) для метчиков, штамповочных головок и резьбонарезных инструментов.
  • Ширина среза. Каждый раз, когда ширина реза меньше половины диаметра, геометрическое явление, называемое утонением стружки, снижает фактическую нагрузку на стружку. Скорость подачи необходимо увеличивать, чтобы компенсировать эффект утонения стружки, как для повышения производительности, так и для предотвращения трения, которое снижает стойкость инструмента.

При принятии решения, какую скорость подачи использовать для определенной операции резания, расчет довольно прост для одноточечных режущих инструментов, потому что вся работа резания выполняется в одной точке (выполняется, так сказать, «одним зубом»). На фрезерном станке или фуганке, где используются многогранные / многогранные режущие инструменты, желаемая скорость подачи становится зависимой от количества зубьев на фрезе, а также от желаемого количества материала на зуб для резки (выраженный как загрузка микросхемы). Чем больше количество режущих кромок, тем выше допустимая скорость подачи: для того, чтобы режущая кромка работала эффективно, она должна снимать достаточно материала, чтобы резать, а не тереть; он также должен делать свою долю работы.

Соотношение скорости шпинделя и скорости подачи контролирует агрессивность резания и характер образующейся стружки .

Формула для определения скорости подачи

Эту формулу можно использовать для определения скорости подачи, которую резец перемещает внутрь или вокруг работы. Это применимо к фрезам на фрезерном станке, сверлильном станке и ряде других станков. Это не должно использоваться на токарном станке для токарных операций, так как скорость подачи на токарном станке задается как подача на оборот.

F р знак равно р п M × Т × C L <\ displaystyle FR = <об / мин \ раз T \ раз CL>>

  • FR = рассчитанная скорость подачи в дюймах в минуту или мм в минуту.
  • RPM = это расчетная скорость фрезы.
  • T = количество зубьев фрезы.
  • CL = нагрузка стружки или подача на зуб . Это размер стружки, которую берет каждый зуб фрезы.

Глубина резания

Скорость резания и скорость подачи вместе с глубиной резания определяют скорость съема материала , которая представляет собой объем материала заготовки (металл, дерево, пластик и т. Д.), Который может быть удален за единицу времени.

Взаимосвязь теории и практики

Выбор скорости и подачи аналогичен другим примерам прикладной науки, таким как метеорология или фармакология , в том смысле , что теоретическое моделирование необходимо и полезно, но оно никогда не может полностью предсказать реальность конкретных случаев из-за очень многомерной среды. Подобно тому, как прогнозы погоды или дозировки лекарств можно смоделировать с достаточной точностью, но никогда с полной уверенностью, машинисты могут прогнозировать с помощью диаграмм и формул приблизительные значения скорости и подачи, которые будут лучше всего работать для конкретной работы, но не могут знать точные оптимальные значения до тех пор, пока выполнение работы. При обработке с ЧПУ обычно программист программирует скорости и подачи, которые настраиваются настолько точно, насколько могут обеспечить расчеты и общие рекомендации. Затем оператор точно настраивает значения во время работы станка на основе вида, звуков, запахов, температуры, выдержки допусков и срока службы наконечника инструмента. При правильном управлении измененные значения сохраняются для использования в будущем, так что, когда программа запускается снова позже, эту работу не нужно дублировать.

Однако, как и в случае с метеорологией и фармакологией, взаимосвязь теории и практики развивалась на протяжении десятилетий, поскольку теоретическая часть баланса становится все более продвинутой благодаря информационным технологиям. Например, проект под названием Machine Tool Genome Project направлен на обеспечение компьютерного моделирования (симуляции), необходимого для прогнозирования оптимальных комбинаций скорости и подачи для конкретных установок в любом магазине, подключенном к Интернету, с меньшим количеством местных экспериментов и испытаний. Вместо того, чтобы единственным вариантом было измерение и тестирование поведения своего собственного оборудования, он получит пользу от опыта и моделирования других; в некотором смысле, вместо того, чтобы «изобретать колесо», он сможет «лучше использовать существующие колеса, уже разработанные другими в удаленных местах».

Примеры академических исследований

Скорость и кормление изучаются научно, по крайней мере, с 1890-х годов. Работа обычно выполняется в инженерных лабораториях, причем финансирование идет из трех основных источников: корпораций , правительств (включая их вооруженные силы ) и университетов . Все три типа организаций вложили в это дело большие суммы денег, часто в рамках сотрудничества . Примеры такой работы приведены ниже.

Научное исследование, проведенное Хольцем и Де Лиу из компании Cincinnati Milling Machine Company, сделало для фрез то же, что Ф. В. Тейлор сделал для фрез с острием .

«После Второй мировой войны было разработано много новых сплавов. Новые стандарты были необходимы для повышения производительности [США] в Америке. Компания Metcut Research Associates при технической поддержке Лаборатории материалов ВВС и Лаборатории науки и технологий армии опубликовала первые данные о механической обработке. Справочник 1966 года. Рекомендованные скорости и подачи, приведенные в этой книге, были результатом обширных испытаний, направленных на определение оптимальной стойкости инструмента в контролируемых условиях для каждого материала, используемого в повседневной работе, операции и твердости ».

Флорес-Оррего и др. 2010 , исследовали влияние изменения параметров резания на целостность поверхности при точении нержавеющей стали AISI 304. Они обнаружили, что скорость подачи оказывает наибольшее влияние на качество поверхности, и что помимо достижения желаемого профиля шероховатости, необходимо проанализировать влияние скорости и подачи на создание микролунок и микродефектов на обрабатываемой поверхности. поверхность. Более того, они обнаружили, что обычное эмпирическое соотношение, которое связывает скорость подачи со значением шероховатости, не подходит для низких скоростей резания.

Источник