как узнать скорость резания
Скорость резания
Расчёт скорости резания при точении и растачивании
Скорость резания рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки. Величина скорости резания определяется из условия сохранения периода стойкости режущего инструмента.
При продольном и поперечном точении, при растачивании скорость резания, м/мин, рассчитывают по формуле
, (1)
Под «стандартными» условиями понимают:
обработка стали 45, с s в = 750 МПа, без корки, режущим инструментом из твёрдого сплава Т15К6 и т.д.
— период стойкости режущего инструмента, мин;
— глубина резания, мм;
Реальные условия обработки зачастую существенно отличаются от «стандартных«. Поэтому, для получения значения скорости резания в реальных условиях, вводится поправочный коэффициент kv, учитывающий их отличие от «стандартных«.
(2)
— коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала (табл.7- 10);
— коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (табл.11);
— коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала (табл. 12).
Скорость резания при отрезании, прорезании пазов и фасонном точении определяется по формуле
(3)
Определённая по формулам (1) и (3) скорость резания является расчетной и носит рекомендательный характер.
, (4)
— диаметр обрабатываемой поверхности, мм.
(5)
Во всех дальнейших расчётах участвуют значения фактической скорости резания (Vф) и паспортное значение частоты вращения шпинделя станка(nст) .
Простой способ вычислить скорость и глубину резания при токарной обработке
Токарная обработка заготовки – это очень точный и деликатный процесс, во время которого очень важно точно рассчитывать все параметры. Сегодня мы поговорим о том, как всего одной формулой можно вычислить правильную глубину резания при этой процедуре, а также немного расскажем о таких понятиях из фрезерного дела, как подача заготовки и скорость резания. Если перед этим Вы хотите узнать про виды токарной обработки и про то, чем они отличаются друг от друга, пройдите по этой ссылке.
Формула вычисления глубины резания
Глубина снимаемого слоя каждым ходом резца обычно обозначается буквой t. При вычислении этого параметра для перпендикулярно расположенного резца используется простая формула: достаточно вычислить разность между диаметрами заготовки или обрабатываемой поверхности (D) и уже обработанной поверхности (d) и разделить это число на два.
t=D-d/2 мм
Немного по-другому рассчитывается глубина резания при растачивании. Для ее вычисления нужно отнять от величины диаметра отверстия после обработки диаметр отверстия до обработки и тоже разделить полученное число на два.
При отрезании и прорезании канавок глубина резания обычно равна ширине получаемой канавки.
Подача заготовки
Скорость подачи заготовки вычисляется для одного ее оборота вокруг своей оси. Она равняется величине перемещения режущей кромки в направлении движения подачи и измеряется в мм/об. Различают перпендикулярную, продольную и наклонную подачи заготовки, в зависимости от ее формы. Последняя применяется для конических поверхностей.
Определение скорости резания
Скорость резания или скорость движения резца (v) находится в зависимости от скорости вращения заготовки (n) и ее диаметра (D). При этом, чем больше диаметр, тем выше должна быть скорость резания (при равном количестве оборотов заготовки).
Сама скорость резания вычисляется по формуле:
Режимы резания при токарной обработке и точении: таблицы формул, расчет подачи и скорость
Подготовимся к проведению одной из наиболее распространенных операций. Рассмотрим расчет подачи и режимов резания при токарной обработке. Его важность сложно переоценить, ведь если он проведен правильно, то помогает сделать техпроцесс эффективным, снизить себестоимость производства, повысить качество поверхностей деталей. Когда он выбран оптимально, это самым положительным образом влияет на продолжительность работы и целостность инструментов, что особенно важно в перспективе длительной эксплуатации станков с поддержанием их динамических и кинематических характеристик. И наоборот, если его неверно выбрать и взять не те исходные показатели, ни о каком высоком уровне исполнения продукции говорить не придется, возможно, вы даже столкнетесь с браком.
Режимы резания: что это такое
Это целый комплекс характеристик, задающих условия проведения токарной операции. Согласно технологическим маршрутам, обработка любого элемента (особенно сложного по форме) проводится в несколько переходов, для каждого из которых требуются свои чертежи, размеры и допуски, оборудование и оснастка. Вычислив и/или подобрав все эти параметры один раз для первой заготовки, в дальнейшем вы сможете подставлять их по умолчанию – при выпуске второй, пятой, сотой детали – и таким образом минимизируете время на подготовку станка и упростите контроль качества, то есть оптимизируете процесс производства.
В число основных показателей входит глубина, скорость, подача, в список дополнительных – масса объекта, припуски, частота, с которой вращается шпиндель, и в принципе любая характеристика, влияющая на результат обработки. И важно взять те из них, что обеспечат лучшую итоговую точность, шероховатость и экономическую целесообразность.
Есть несколько способов провести расчет режимов резания при точении:
Первый достаточно точный и до появления мощной компьютерной техники считался самым удобным. По нему все вычисления осуществлялись на основании паспортных данных оборудования: мощность двигателя, частоту вращения шпинделя и другие показатели подставляли в уже проверенные эмпирические выражения и получали нужные характеристики.
С разработкой специализированного ПО задача калькуляции существенно упростилась – все операции выполняет машина, быстрее человека и с гораздо меньшей вероятностью совершения ошибок.
Когда под рукой нет компьютера или формул, зато есть опыт, можно определить подходящие критерии на основании нормативных и справочных данных из таблиц. Но для этого необходимо учитывать все изменения значений, даже малейшие, что не всегда удобно в условиях производства.
Особенности определения режимов резания при точении
В первую очередь нужно выбрать глубину обработки, после нее – подачу и скорость. Важно соблюсти именно такую последовательность – в порядке увеличения степени воздействия на инструмент. Сначала вычисляются те характеристики, которые могут лишь минимально изменить износ резца, в конце те, что влияют на ресурс по максимуму.
Параметры следует определять для предельных возможностей оборудования, в обязательном порядке учитывая размеры, металл исполнения, конструкцию инструмента.
Важным пунктом является нахождение подходящей шероховатости. Плюс, правильнее всего взять лезвие под конкретный материал, ведь у того же чугуна одна прочность и твердость, а у алюминия – совсем другая. Не забывайте также, что в процессе происходит нагрев детали и возрастает риск ее деформации.
Выбор режима резания при точении на токарном станке продолжается установлением типа обработки. Какой она будет, черновой или чистовой? Первая грубая, для нее подойдут инструменты, выполненные из твердых сталей и способные выдержать высокую интенсивность техпроцесса. Вторая тонкая, осуществляется на малых оборотах, со снятием минимального слоя металла.
Глубина определяется количеством проходов, за которые убирается припуск. Подача представляет собой расстояние, преодолеваемое кромкой за вращение заготовки, и может быть одного из трех типов:
Скорость в значительной степени зависит от того, какая именно операция выполняется, например, при торцевании она должна быть высокой.
Характеристики режимов резания
Прежде чем подробно рассмотреть все основные параметры, скажем еще несколько слов о методах вычислений. Точнее, о том, как от графики перешли к аналитике и компьютеризации.
По мере совершенствования производства даже самые подробные таблицы оказывались все менее удобными: столбцы, колонки, соотношения – на изучение этого и поиск нужного значения уходило огромное количество времени. И это при том, что основные показатели связаны между собой, и уменьшение/увеличение одного из них провоцировало менять остальные.
Установив столь очевидную зависимость, инженеры стали пользоваться аналитическим способом, то есть продумали эмпирические формулы, и начали подставлять в них частоту вращения шпинделя, мощность силового агрегата и подачу и находить нужные характеристики. Ну а развитие компьютеров и появление вычислительного ПО серьезно упростило задачу и защитило итоговые результаты от ошибок человеческого фактора.
Схема расчетов режима резания на токарном станке
Порядок действий следующий:
Теперь переходим к рассмотрению конкретных характеристик, играющих важную роль, и к способам их практического нахождения или изменения.
Глубина резания при токарной обработке на станке
Ключевой показатель для обеспечения качества исполнения детали, показывающий, сколько материала нужно убрать за один проход. Общее количество последних вычисляется с учетом следующего соотношения припусков:
Также свою роль играет то, какая форма у заготовки и что за операция выполняется. Например, при торцевании рассматриваемый параметр приравнивается к двойному радиусу предмета, а для цилиндрических деталей он находится так:
Если же изделие плоское, используются обычные линейные значения длины – 2, 1-2 и до 1 мм соответственно. Здесь же есть зависимость от поддерживаемого класса точности: чем он меньше, тем больше нужно совершить подходов для получения результата.
Как определить подачу при точении
Фактически она представляет собой то расстояние, на которое резец передвигается за один оборот, совершаемый заготовкой. Наиболее высока она при черновой обработке, наименее – при чистовой, когда действовать следует аккуратно, и в дело также вступает квалитет шероховатости. В общем случае ее делают максимально возможной (для операции) с учетом ограничивающих факторов, в числе которых:
При фрезеровании отдают предпочтение варианту «на зуб», при зачистке отверстий – рекомендованному для текущего инструмента, в учебных целях – самую распространенную, то есть 0,05-0,5 об/мин.
Формула расчета подачи при точении, связывающая между собой все ее виды, выглядит так:
n – частота вращения резца,
Для упрощения вычислений можно брать данные отсюда:
Диаметр, заготовки, мм
Подача, мм/об, с выбранной глубиной резания, мм
Расчет режимов резания при точении на токарных станках — объясняем суть
Точение – один из многофункциональных методов обработки деталей разного типа. Он используется для чистовой и черновой работы с изделиями в процессе выполнения их ремонта или изготовления. Внимательный подход к подбору режимов резанья обеспечивает существенное повышение продуктивности данного процесса.
Что это такое
Под режимом резания чаще всего подразумевают характеристики, которые находят расчетным путем. Это глубина, скорость и подача. Данные величины являются очень важными. Без них качественно выточить любую деталь просто невозможно.
При расчете режимов работы учитывают и другие характеристики производимых рабочих манипуляций:
При необходимости учитываются много других характеристик тех элементов, которые влияют на процесс обработки деталей.
Ключевые моменты изготовления
Существует ряд хитростей, которых необходимо придерживаться во время работы на токарном станке:
Схема расчетов
Перед выполнением расчетов операции резания необходимо определить, какой тип режущего инструмента будет использоваться в данном случае. При токарной или абразивной обработке хрупких материалов выбирают оснащение с минимальными показателями. Следует не забывать, что во время работы деталь обычно довольно сильно нагревается. Если скорость обработки будет очень высокая, она может деформироваться, что приведет к ее непригодности.
Процесс резания металла
Обязательно учитывается, какая обработка будет осуществляться – чистовая или черновая. В первом случае подбирают рабочие параметры, которые обеспечат максимальную точность. Специалисты обращают внимание и на толщину срезаемого слоя. В зависимости от данной характеристики выбирается количество проходок для выполнения обрезки на специальном оборудовании.
Глубина
Глубина является одним из важнейших параметров для обеспечения качества изготовленных заготовок. Она определяет толщину срезаемого слоя за одну проходку. При выполнении подрезки торца за глубину принимают диаметр детали.
Учитывается количество проходов, что определяется припусками на обработку:
Изменение обрабатываемого диаметра
Для определения глубины обрезки цилиндрических заготовок используется следующая формула:
k=(D-d)/2, где к – глубина обрезки, D – первоначальный диаметр, d – получаемый диаметр.
При определении режимов резания при работе с плоскими деталями вместо диаметров используют длину. Принято считать, что при черновой обработке глубина должна составлять больше 2 мм, получистовой – 1–2 мм, чистовой – меньше 1 мм. Данный параметр зависит от требований к качеству деталей. Чем меньше класс точности, тем больше проходов необходимо выполнить для достижения необходимых свойств изделий.
Схема черновой обработки металла
Подача
Пример построения траектории движения резца
Под подачей подразумевают величину перемещения резца за один оборот заготовки. При выполнении черновой обработки данный параметр может иметь максимально возможные значения. На завершительном этапе работ значение подачи определяется с учетом квалитета шероховатости. Данная характеристика зависит от глубины обрезки и габаритов заготовки. Чем меньше размеры, тем она ниже. При большой толщине срезаемого слоя выбираются минимальные параметры подачи.
Чтобы облегчить работу специалистам, разработаны специальные таблицы. Там указаны значения подачи при разных условиях режима резанья. Для выполнения точных расчетов иногда необходимо знать размер державки резца.
Если резанье выполняется с существенными ударными нагрузками, значения с таблицы необходимо умножать на коэффициент 0,85. При работе с жаропрочной конструкционной сталью подача не должна быть больше 1 мм/об.
Подачи при черновом наружном точении
Скорость
Скорость резания – это один из важнейших показателей, который определяется на этапе расчетов перед выполнением основных работ. Ее значения зависят от проводимых операций. Обычно отрезание торцов происходит при максимально возможной скорости. Сверление или точение имеют совсем иные требования к данному рабочему параметру. Поэтому для качественного выполнения поставленных задач необходимо знать следующее:
Таблица для расчета режимов резания
При традиционной токарной обработке скорость определяется путем умножения диаметра заготовки на количество ее оборотов за минуту и на π. Полученное значение необходимо разделить на 1000. Также скорость резанья можно определить, используя стандартные таблицы для режимов резанья.
Проверка выбранных рабочих характеристик
Когда глубина, подача и скорость определены, их необходимо проверить. Полученные рабочие параметры не должны быть больше нормативных значений, которые указаны в паспорте эксплуатируемого токарного станка.
Обязательно необходимо определить мощность оборудования. Для этого силу обрезки умножают на ее скорость и делят на 1000. Полученное значение сравнивают с тем, что указано в паспорте станка. Если рассчитанные по формулам параметры больше, необходимо корректировать глубину, подачу и скорость, чтобы избежать повреждения оборудования и инструментов.
Выбор материала резца при токарной обработке
Виды токарных станков
Под каждую конкретную деталь используется тот или иной агрегат:
Скорость резания и ее расчет
Одним из наиболее важных показателей является скорость. Ее величина непосредственно зависит от выполняемых работ. На максимальных оборотах осуществляется обрезка торцов заготовок. Точение или сверление имеют другие требования к этому параметру.
Чтобы выбрать оптимальное значение скорости и сделать качественную обработку детали, следует учитывать:
Скорость резания для традиционных методов воздействия на детали можно определить, руководствуясь соответствующими таблицами из справочников. Но в условиях производства далеко не всегда целесообразно прибегать к такому варианту. Гораздо быстрее величину этого параметра вычислить по несложной формуле:
V – искомая скорость, м/мин;
D – максимальная величина диаметра используемой заготовки, мм;
n – количество оборотов детали за одну минуту, соответствующее частоте вращения шпинделя станка;
π – константа, равная 3,141526.
Отсюда видно, что скорость обработки прямо пропорциональна диаметру исходной заготовки. А чем он меньше, тем больше должна быть частота вращения.
При выборе и назначении того или иного режима работы токарного станка следует обязательно учитывать твердость резцов и материала детали. Например, при обработке твердосплавными резцами рекомендованное значение должно находиться в диапазоне 100–200 м/мин.
При известной величине из вышеуказанной формулы легко можно вычислить необходимую частоту резания.
Глубина обработки подбирается с учетом мощности привода и материала режущего инструмента. При появлении в процессе работы паразитных вибраций следует снизить скорость подачи резака.
Какой режущий инструмент использовать
Изготовление деталей на подобных станках осуществляется при помощи специальных токарных резцов. Они должны обеспечивать следующее:
Виды и назначения токарных резцов
Токарные резцы классифицируют по разным параметрам. По виду производимых работ они могут быть отрезными, проходными, фасонными, подрезными и т. д. Резцы изготовляются из различных материалов – алмазов, вольфрама, титан-вольфрама и других. В зависимости от конструктивного исполнения данные инструменты бывают цельными, сборными и комбинированными.
Выбор конкретного типа инструмента осуществляется с учетом режимов проводимых рабочих операций, твердости заготовки, геометрических параметров режущей части и других характеристик.
Видео по теме: Токарная обработка металла
Дополнительные материалы
Во время изготовления, большинство специалистов руководствуются в качестве дополнительного пособия, приведенными ниже показателями. Таблица коэффициента прочности:
