Что такое подача при фрезеровании
Режимы резания
В процессе фрезерования зубья многолезвийного режущего инструмента, вращающегося вокруг своей оси, поочерёдно следуя один за другим, врезаются в материал заготовки, которая движется на фрезу. В результате такого рода движений происходит отделение слоя металла с образованием стружки. Элементами режима резания, сопровождающими фрезерование, является глубина, на которую погружается фреза, скорость резания с которой фрезеруется материал и подача движения заготовки.
Ширина фрезерования это расстояние, на котором главные режущие кромки зубьев фрезы соприкасаются с заготовкой.
Глубина резания это слой металла с определённой толщиной, который удаляется в процессе фрезерования за один рабочий проход. Измеряется глубина фрезерования как разность между обрабатываемой поверхностью и образующейся в результате обработки.
Главное движение при фрезеровании это есть ни что иное как вращение фрезы. Выполняя технологические операции, связанные с фрезерованием, режущему инструменту задаётся вращение и при этом в настройках станка устанавливается число оборотов за единицу времени. Однако главным параметром вращения фрезы является не то число оборотов, с которым она поворачивается вокруг своей оси, а скорость резания.
Скорость резания
Скорость резания для фрезы это расстояние, преодолеваемое за одну минуту режущей кромкой на наиболее отдалённой точке радиуса инструмента относительно оси вращения.
Скорость резания рассчитывается по формуле представленной ниже:
При технологических расчётах выбирается скорость резания согласованная со свойствами инструмента. Иными словами скорость резания должна быть допустимой в соответствии с периодом стойкости режущего инструмента.
Обороты
Обороты фрезы ( n ), как упоминалось выше, являются главным движением станка. Перед выполнением какой либо работы на станке, фрезеровщику приходится настраивать режимы резания одним из компонентов которых является вращение фрезы. Так как на промышленном оборудовании переключение скоростей указывается в оборотах в минуту, соответственно требуется знать их число, которое можно рассчитать по формуле:
Подача
Подача ( S ) это рабочее перемещение подвижных частей станка, на одних из которых крепятся режущие инструменты, а на других детали или заготовки подвергаемые обработке. Подача является одной из основных характеристик режима резания, которая необходима при обработке на станках.
При выполнении фрезерных работ используются следующие виды подач:
С помощью фрезерного станка можно задавать подачи в вертикальном, продольном и поперечном направлении.
Подача на зуб ( SZ мм / зуб ) – это отношение минутной подачи и произведения частоты вращения шпинделя к числу зубьев, которыми располагает фреза.
Подача на один оборот фрезы ( S0 мм / об ) – это произведение, полученное в результате умножения подачи на зуб, на количество зубьев режущего многолезвийного инструмента.
Минутная подача ( SМ мм / мин ) – это рабочее перемещение фрезерного стола проходящего расстояние, измеряемое в миллиметрах за одну минуту. Минутную подачу можно вычислить, если умножить значение подачи на один оборот фрезы на число оборотов шпинделя или умножением подачи на зуб на число зубьев фрезы и на её обороты.
Такие опции как подача, скорость резания для инструмента, глубина и ширина, задаваемая в процессе обработки, являются составляющими режимов фрезерования. Режим резания считается оптимальным при условии разумного сочетания всех его элементов обеспечивающих наибольшую производительность, экономию средств, при неизменных качественных показателях в отношении точно¬сти изделий и чистоты обработки их поверхностей.
Благодаря научному подходу для резания металлов были установлены эффективные скорости резания и подачи при условии выбора глубины и ширины при фрезеровании различных металлов и сплавов фрезами соответствующих марок. Подобные данные записаны в специальных таблицах по нормативам режимов резания.
Элементы режима резания
Чтобы определить длину пути, пройденного этой точкой в минуту, надо умножить длину пути за один оборот на число оборотов фрезы в минуту, т. е. мм/мин. Если скорость резания выражается в метрах в минуту, то формула для скорости резания при фрезеровании будет v=Dn/1000 м/мин. Если необходимо определить число оборотов фрезы в минуту, то формула примет вид N=1000v/D об/мин.
При фрезеровании различают следующие виды подач: подачу на один зуб, подачу на один оборот и минутную подачу. По направлению различают продольную, поперечную и вертикальную подачи.
Подачей на один оборот фрезы (s0 мм/об) называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за один оборот фрезы. Подача на один оборот равняется подаче на зуб, умноженной на число зубьев фрезы: s0=sz*l
Минутной подачей (sm мм/мин) называется величина относительного перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за одну минуту. Минутная подача равна произведению подачи на один оборот фрезы на число оборотов фрезы в минуту: sm= s0 • n = sz• z •n мм/мин.
Каждый зуб фрезы снимает одинаковую стружку в виде запятой. Стружка, снимаемая одним зубом, определяется двумя дугами контакта соседних зубьев. Расстояние между этими дугами, измеренное по радиусу фрезы, переменное. Оно определяет толщину среза. Толщина среза изменяется от нуля до максимального значения.
На обрабатываемой заготовке при фрезеровании различают обрабатываемую поверхность, обработанную поверхность и поверхность резания.
Для всех видов фрезерования различают глубину резания и ширину фрезерования.
Глубина фрезерования — расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями.
Ширина фрезерования — ширина обработанной за один проход поверхности. Обычно глубину фрезерования принято обозначать буквой t, а ширину фрезерования — В. Это справедливо в том случае, когда указанные параметры рассматриваются как технологические. Параметр (глубина или ширина фрезерования), который оказывает влияние на длину контакта главных режущих кромок фрезы с обрабатываемой заготовкой, будем обозначать буквой В, второй, не влияющий на указанную длину, — буквой t.
Параметром, влияющим на длину контакта главных режущих кромок с обрабатываемой заготовкой и обозначенным буквой В, будет ширина фрезерования при фрезеровании плоскости цилиндрической фрезой, паза или уступа дисковой фрезой, или глубина фрезерования при фрезеровании паза или уступа концевой фрезой.
Поэтому в дальнейшем буквой В будем обозначать ширину фрезерования при обработке цилиндрическими, дисковыми, отрезными и фасонными фрезами или глубину фрезерования при обработке торцовыми и концевыми фрезами. Буквой t — глубину фрезерования при обработке цилиндрическими, дисковыми, отрезными и фасонными фрезами или ширину фрезерования при обработке торцовыми и концевыми фрезами.
Слой материала, который необходимо удалить при фрезеровании, называется припуском на обработку. Припуск можно удалить в зависимости от его величины за один или несколько проходов. Различают черновое и чистовое фрезерование. При черновом фрезеровании обработку производят с максимально допустимыми по условиям обработки глубинами резания и подачами на зуб. Чистовым фрезерованием получают детали с окончательными размерами и поверхностью высокого класса чистоты.
Что такое подача при фрезеровании
Основными параметрами задающими режимы резания являются:
-Частота вращения вала шпинделя (n)
-Скорость подачи (S)
-Глубина фрезерования за один проход
Требуемая частота вращения зависит от:
-Типа и характеристик используемого шпинделя
-Режущего инструмента
-Обрабатываемого материала
Частота вращения шпинделя вычисляется по следующей формуле:
Скорость резания (V) берется из справочных таблиц (См ниже).
Обращаем ваше внимание на то, что скорость подачи (S) и скорость резания (V) это не одно и то же.
При расчетах, для фрез малого диаметра значение частоты вращения шпинделя может получиться больше, чем количество оборотов, которое в состоянии обеспечить шпиндель. В данном случае за основу дальнейших расчетов величины (n) берется фактическая максимальная частота вращения шпинделя.
Скорость подачи (S) – скорость перемещения режущего инструмента (оси X/Y), вычисляется по формуле:
Таблица для расчета режимов резания:
После теоретических расчетов по формулам требуется подкорректировать значение скорости подачи. Необходимо учитывать жесткость станка. Для станков с высокой жесткостью и качеством механики значения скорости подачи выбираются ближе к максимальным расчетным. Для станков с низкой жесткостью следует выбрать меньшие значения скорости подачи.
Глубина фрезерования за один проход (ось Z) зависит от жесткости фрезы, длины режущей кромки и жесткости станка. Подбирается опытным путем, в ходе наблюдения за работой станка, постепенным увеличением глубины резания. Если при работе возникают посторонние вибрации, получаемый рез низкого качества – следует уменьшить глубину за проход и произвести коррекцию скорости подачи.
Скорость врезания по высоте (ось Z) следует выбирать примерно 1/3 – 1/5 от скорости подачи (S).
Краткие рекомендации по выбору фрез:
При выборе фрез нужно учитывать следующие их характеристики:
-Диаметр и рабочая длина. Геометрия фрезы.
-Угол заточки
-Количество режущих кромок
-Материал и качество изготовления фрезы.
Лучше всего отдавать предпочтение фрезам имеющих максимальный диаметр и минимальную длину для выполнении конкретного вида работ.
Короткая фреза большого диаметра обладает повышенной жесткостью, создает значительно меньше вибраций при интенсивной работе, позволяет добиться лучшего качества съема материала. Выбирая фрезу большого диаметра следует учитывать механические характеристики станка и мощность шпинделя, чтобы иметь возможность получить максимальную производительность при обработке.
Для обработки мягких материалов лучше использовать фрезы с острым углом заточки режущей кромки, для твердых – более тупой угол в диапазоне до 70-90 градусов.
Пластики и мягкие материалы лучше всего обрабатывать однозаходными фрезами. Древесину и фанеру – двухзаходными. Черные металлы – 3х/4х заходными.
Материал и качество фрезы определяют срок службы, качество реза и режимы. С фрезами низкого качества сложно добиться расчетных значений скорости подачи на практике.
Примерные режимы резания используемые на практике.
Данная таблица имеет ознакомительный характер. Более точные режимы обработки определяются исходя из качества фрез, вида станка, и др. Подбираются опытным путем.
Полезные ссылки:
Новинки:
Планшетные плоттеры (флюгерный, биговочный, осциллирующий, тангенциальный нож)
Normal 0 false false false RU X-NONE X-NONE
Расчет режимов резания фрезерного станка
Правильный подбор режимов резания заготовок из того или иного материала на фрезерном станке – очень важный аспект успешной эксплуатации оборудования. И вопрос тут не только в должном качестве конечной продукции. От правильного подбора этих режимов, отраженных в технологической карте обработки заготовки, во многом зависит срок эксплуатации и целостность инструмента и оборудования в целом. Поломка или преждевременное затупление фрезы, звон или иные нехарактерные звуки при работе и другие нерасчетные проявления – все это результат ошибок, допущенных при подборе режимов резания детали.
Именно поэтому подбор и расчет режимов резания на каждом этапе обработки должен выполнять специалист, что прошел соответствующую подготовку. А они при фрезеровке деталей зависят от целого ряда показателей. В первую очередь, от используемого инструмента, типа материала и его физических характеристик.
Чтобы понимать смысл методики расчетов и задание параметров обработки, мы предлагаем Вашему вниманию серию материалов для изучения. В этой статье мы дадим базовые представления о процессе расчета и подбора оптимальных характеристик режимов фрезеровки для ЧПУ-станков. Прежде всего, потому, что на них в отличие от универсальных фрезеров необходимо сразу назначать близкие к оптимальному режимы резания материалов, а затем корректировать их в пределах ±20%.
Режимы резания из каталогов
Выбор режимов резания инструмента может быть подобран из каталога производителя оборудования. Но далеко не всегда это гарантирует, что параметры обработки будут оптимальными. И тому есть несколько причин:
В таком случае стоит опираться на методику расчета режима резания при фрезеровании, что мы предлагаем Вашему вниманию. В ней воплощен внушительный опыт наших разработчиков, что постоянно сталкивались с непосредственным взаимодействием с различными материалами.
Параметры режима резания: смысл и детальный разбор
В режимы резания для фрезы входит 3 параметра:
Скорость резания
Скорость резания можно назвать наиболее важным параметром при подборе режима обработки заготовки. От нее зависит, за какое время будет снят слой материала, необходимый для получения конечного изделия. При подборе подходящей величины этого показателя, которая в большинстве случаев является постоянной на каждом этапе обработки, учитывается в первую очередь твердость и плотность снимаемого материала.
Частота вращения фрезы
Рекомендуемые режимы резания в более обширном виде представлены в следующей таблице:
Стоит отметить, что подобных таблиц существует довольно много. В их основе лежат одни и те же формулы. Так, определение режимов резания для различных видов обрабатываемых материалов рассчитывается по формуле:
V – рекомендуемая скорость резания,
D – диаметр применяемой фрезы.
Стоит понимать, что шпиндель не рекомендуется использовать на максимальных оборотах. Это ощутимо повышает износ инструмента и оборудования. Поэтому полученный по формуле результат стоит уменьшить на 10-15%, а затем подобрать инструмент под полученную скорость вращения фрезы.
Скорость вращения инструмента является определяющим фактором для многих показателей работы станка. В частности, в их число входят:
Глубина резания
Физический смысл характеристики – толщина слоя материала, что снимается за один проход фрезы. Она напрямую зависит от материала заготовки и тому, черновая или чистовая обработка заготовки осуществляется. При черновой выбирается большая глубина фрезерования, но при этом скорость резания при обработке выбирается меньшей. При чистовой – наоборот, высокая скорость и малая толщина снимаемого материала.
Если необходимо снять значительные объемы материала или же форма конечного изделия сложна, выполняется два и более прохода фрезы.
Помимо вида обработки (черновая или чистовая) глубина резания при фрезеровке зависит от нескольких факторов:
Отдельно стоит упомянуть технологический процесс фрезерования пазов. Он выполняется при помощи специального инструмента исключительно после чистовой обработки поверхности детали. Глубина фрезерования пазов может быть довольно внушительной.
Подача на зуб
Этот показатель определяет движение заготовки навстречу обрабатывающей ее инструменту. Обозначаемая в миллиметрах величина определяет несколько факторов – объемы снятого за один проход материала, производительность, вид производимой обработки. Но в отличие от обычной подачи он относится непосредственно к инструменту. Исходя из этого становится понятно, как перемещается заготовка относительно зубца за один период вращения последнего.
Подача на зуб в мм/мин рассчитывается по формуле:
Скорость резания при фрезеровании и подача на зуб, как очевидно, связаны определенными зависимостями. В частности, при росте подачи скорость снижается. Объясняется это тем, что при повышении снимаемого объема металла за один проход осевая нагрузка на инструмент растет. При выборе высоких показателей подачи и скорости резания велик риск скорого износа или поломки инструмента.
По причине снижения величины подачи повышается общая скорость обработки резанием детали. Значительные обороты шпинделя фрезеровального станка позволяют повысить качество итоговой поверхности. Как показывает практический опыт, оптимальное значение подачи на зуб при работе с твердыми материалами лежит в диапазоне 0,1-0,25 мм/мин.
Ширина фрезерования
Последний параметр, играющий особое значение при подборе оптимального режима фрезерования заготовки – ширина обработки. Она может варьироваться в весьма широком диапазоне.
Среди особенностей этого показателя можно отметить такие пункты:
Стоит понимать, что правильно и точно выставлять оптимальные режимы обработки заготовок при фрезеровании возможно только при определенном опыте. То есть, таблицы и расчеты – это хорошо, но только практика использования конкретной модели станка и работы с материалами позволит выполнять это сразу и правильно. Компания «Миртелс» предлагает для этих целей свое оборудование – например, универсальные фрезеры серии «Дедал» или специализированные ЧПУ-фрезеры серии «Архимед» для обработки камня различных пород.
Режимы резания при фрезеровании
Скорость резания легко определить, зная диаметр фрезы и частоту ее вращения (число оборотов в минуту). За один оборот фрезы режущая кромка зуба пройдет путь, равный длине окружности, имеющей диаметр D:
Длина пути
Длина пути, пройденная кромкой зуба фрезы в единицу времени,
Скорость резания
Принято обозначать диаметр фрезы в миллиметрах, а скорость резания в метрах в минуту (м/мин), поэтому написанную выше формулу можно записать в виде:
Частота вращения фрезы
В производственных условиях часто требуется определить необходимую частоту вращения фрезы для получения заданной скорости, резания. В этом случае используют формулу:
Подача при фрезеровании
При фрезеровании различают подачу на зуб, на оборот и минутную подачу. Подачей на зуб Sz называют расстояние, на которое перемещается заготовка (или фреза) за время поворота фрезы на один шаг, т. е. на угол между двумя соседними зубьями. Подачей на оборот S0 называют расстояние, на которое перемещается обрабатываемая деталь (или фреза) за время одного полного оборота фрезы:
Минутная подача
Минутной подачей Sм называют расстояние, на которое перемещается заготовка (или фреза) в процессе резания за 1 мин. Минутная подача измеряется в мм/мин:
Определение времени фрезерования детали
Зная минутную подачу, легко подсчитать время, необходимое для фрезерования детали. Для этого достаточно разделить длину обработки (т. е. путь, который должна пройти заготовка по отношению к фрезе) на минутную подачу. Таким образом, по величине минутной подачи удобно судить о производительности обработки. Глубиной резания t называют расстояние (в мм) между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное перпендикулярно обработанной поверхности, или толщину слоя металла, снимаемого за один проход фрезы.
Скорость резания, подача и глубина резания являются элементами режима резания. При наладке станка устанавливают глубину резания, подачу и скорость резания, исходя из возможностей «режущего инструмента, способа фрезерования обрабатываемого материала и особенностей обработки. Чем большее количество металла в единицу времени фреза снимает с заготовки, тем выше будет производительность фрезерования. Естественно, что производительность фрезерования при прочих равных условиях будет повышаться с увеличением глубины резания, подачи или скорости резания.