Режим різання при фрезеруванні: розрахунок, визначення, нормативи

Фрезерування - це далеко не найпростішаоперація з обробки металів та інших матеріалів, що не завжди в деталях відома середньостатистичній людині. Справа в тому, що для цього процесу необхідно спеціальний пристрій, який називається фрезою - його можна знайти на багатьох підприємствах, фабриках, заводах. Як відбувається цей процес? В даному випадку в ньому бере участь ріжучий інструмент і заготовка. Ріжучим інструментом є сама фреза - вона здійснює обертальні рухи, на відміну від самої заготовки, яка за допомогою верстата здійснює поступальні рухи у напрямку до фрези. В результаті виходить такий тип обробки, який складно було б повторити за допомогою будь-якого іншого інструменту. Однак в цій статті не буде розглянута поверхнева інформація - даний матеріал розрахований на тих, хто вже більш-менш знайомий з процесом фрезерування. Головною і основною темою тут буде режим різання, тобто тут буде проводиться розрахунок і визначення того, як саме повинна функціонувати фреза і яку насадку для неї використовувати для конкретних видів металу різної твердості. Щоб вам було легше розбиратися в даних, які будуть надані далі, вам відразу ж варто дізнатися, які саме будуть використовуватися тут поняття.

Все, що потрібно знати

Отже, в кожному пункті буде вказано, який самематеріал розглядається, а також його твердість за методом Бріннелю - найвідомішому і поширеній з усіх способів визначення твердості тел. Вимірюються вони в HB, тобто одиницях твердості Бріннелю. Далі буде визначатися швидкість різання, яка вказується в метрах за хвилину (м / хв). Тут вам варто звернути особливу увагу на те, що це не обороти фрези, а саме абсолютно інший параметр. Даний параметр буде розглядатися в кількох прикладах - якщо матеріал, який обробляється фрезою, не має ніякого додаткового покриття, а також якщо фреза має різні типи покриття TI-NAMITE. Ну і, звичайно ж, буде описаний ще один дуже важливий параметр фрезерування - це подача на зуб. Для людей, далеких від цієї сфери, цей параметр може здатися досить незвичайним, але якщо уважно вивчити його деталі, то все стане досить просто. Отже, вимірюється цей параметр в міліметрах на зуб і визначає то, на скільки міліметрів переміщається заготовка, поки фреза повертається на один зуб. З цієї подачі можна вирахувати і інші - наприклад, зворотний і хвилинну, але саме подача на зуб є ключовим фактором. І вона також буде залежати від діаметра використовуваного інструменту. Що ж, все основні дані ви отримали - тепер настав час дізнатися, який режим різання при фрезеруванні використовувати в якому окремо взятому випадку.

Стали загального застосування

Отже, перший матеріал, який розглядається вданій статті - це сталі загального застосування. Який режим різання використовувати для такого матеріалу? В першу чергу потрібно визначити твердість матеріалу. Якщо твердість сталі складає менше 150 одиниць Бріннелю, то необхідно виставляти швидкість від 150 до 210 метрів в хвилину в залежності від покриття. 150, відповідно, при повній відсутності покриття, а 210 - за наявності найбільш ефективного покриття TI-NAMITE-A. Що стосується подачі на зуб, то тут все залежить, як уже було сказано раніше, від діаметра інструмента. Якщо його діаметр менше ніж три міліметри, то подача на зуб складе від 0,012 до 0,018 міліметрів, при зростанні діаметра до 5 мм, подача зростає до 0,024 мм, якщо діаметр збільшується до 9 мм, то і подача зростає до 0.050 мм, при діаметрі до 14 мм подача може підвищитися до 0.080 мм, ну а при максимальному діаметрі в 25 міліметрів подача на зуб складе 0.18 мм. Ці дані і дозволяють вам вибрати правильний режим різання. Але не забувайте, що є і більш тверді види стали загального застосування. При твердості менше 190 одиниць Бріннелю швидкість повинна бути від 120 до 165 метрів в хвилину, а при твердості менше 240 одиниць Бріннелю - від 90 до 125 метрів в хвилину. Природно, змінюється подача на зуб. Вона стає менше і в першому випадку може бути від 0.01 до 0.1 міліметра на зуб, в той час як у другому випадку - від 0.008 до 0.08 міліметра на зуб. Природно, це не єдиний матеріал, який використовується при фрезеруванні, так що варто звернути увагу і на інші метали.

Цементовані стали

Режими різання при обробці Цементовані сталейзалежатимуть від твердості матеріалу. Якщо вона становить менше 235 одиниць Бріннелю, то і швидкість різання буде відповідною - від 100 до 140 метрів в хвилину. При твердості менше 285НВ показник падає - від 80 до 110 метрів в хвилину. Але при цьому не варто забувати також і про подачу на зуб. В принципі, про неї можна багато не говорити, тому що вона не відрізняється від того, що ви вже бачили в попередньому пункті. У першому випадку вона буде мати ті ж самі інтервали, що і при обробці стали загального застосування твердістю менш 190НВ, а в другому - ті ж самі, що і при обробці стали загального застосування твердістю менш 240НВ. Але при цьому не можна сказати, що подача на зуб буде ідентичною, тому що до максимального діаметру інструменту в першому випадку подача становить не 0.1, як у попередньому прикладі, а 0.15. Саме тому розрахунок режимів різання і є таким складним завданням, яку найкраще виконувати за всіма нормами і у відповідності зі строгими приписами.

Азотіруемие стали

Розрахунок режимів різання при обробці азотіруемихсталей нічим не відрізняється від попередніх випадків - тільки в даному випадку матеріали є трохи більш твердими, ніж минулі, тому вам не варто дивуватися тому, що швидкість різання тут буде від 90 до 125 метрів в хвилину при менш твердої сталі і від 70 до 95 метрів в хвилину при більш твердому матеріалі. Що стосується подачі на зуб, то в першому випадку тут цілком стандартний розбіг кроку - від 0.008 до 0.08 міліметрів, але якщо метал буде мати більшу кількість одиниць твердості Бріннелю, то це буде означати, що його подача знизиться, причому помітно. При мінімальному діаметрі інструменту вона складе 0.006 міліметра, а при максимальному - 0.06 міліметра. На даний момент це найнижча подача на зуб, що розглядається в даній статті. Розрахунок режимів різання по даній інформації проводиться досить зазвичай за стандартною формулою, про яку буде сказано в кінці статті.

середньовуглецеві стали

Середньовуглецеві стали є дужепоширеними, а найголовніше - існує кілька різних рівнів їх твердості. І, природно, у кожної з них буде своя швидкість різання. Наприклад, перші два типи стали мають однаковий показник, якщо у фрези немає покриття - 80 метрів в хвилину. Але при максимальному покритті у першого типу швидкість зростає до 110 метрів в секунду, а у другого - тільки до 85 метрів в секунду. Але при цьому є ще два типи, перший з твердістю менш 340НВ, а другий - менш 385НВ. Відповідно, у першого параметр різання буде від 50 до 70 м / хв, а у другого - від 35 до 50 м / хв. У порівнянні з тими типами, що ви бачили раніше, це досить низька швидкість. Відповідно, у цих видів сталі і подача на зуб не надто висока - окремо варто виділити останню по твердості сталь, яка при мінімальному діаметрі інструменту має неймовірно малу подачу, всього 0.005 міліметра. Відразу варто відзначити, що тут розглядається фрезерування, а не режими різання при точінні. Як вже було сказано вище, для розрахунку використовується формула, з якої ви ознайомитеся вище. Режими різання при точінні розраховуються трохи за іншою формулою, тому вам не варто намагатися застосувати один розрахунок до всіх видами робіт.

інструментальні стали

Інструментальні стали по твердості діляться наще більше видів, ніж середньовуглецеві, тому режими різання при фрезеруванні інструментальної сталі можуть бути численними. Якщо коротко розповісти саме про цю стали, тобто п'ять видів твердості: менш 230НВ, менш 285НВ, менш 340НВ, менш 395НВ і більш 395НВ. Для кожного з них є своя швидкість різання: від 90 до 125 м / хв, від 70 до 95 м / хв, від 60 до 85 м / хв, від 45 до 65 м / хв і від 30 до 40 м / хв відповідно. Власне кажучи, ім'я ці дані ви будете вже на півдорозі до заповнення всіх відсутніх прогалин в обчисленні формули, за допомогою якої визначаються режими різання при фрезеруванні. Щоб у формулі всі змінні замінилися числами, вам потрібно також знати діаметр інструмента (і отримані з нього дані по подачі на зуб).

Як вибрати режим?

Вибір режимів різання проводиться доситьпросто - на кожній фрезі є перемикач, який дозволять вам контролювати швидкість обертання ріжучого інструменту. За допомогою цього маленького перемикача ви можете задати приблизне значення оборотів в хвилину, і тоді ваш верстат працюватиме саме на цьому рівні. Власне кажучи, це і є режимом різання, але такий простий процес має за собою велику кількість розрахунків, про які йтиметься далі. Справа в тому, що визначення швидкість обертання ріжучого інструменту фрези має бути максимально точним, і рідко коли у вас є достатньо часу і матеріалу, щоб підбирати режими різання металу навмання. Саме для цього і існує теорія, яку необхідно використовувати перед практичним застосуванням.

Формула швидкості різання

Дуже важливо дотримуватися нормативів режимів різання,так як справа тут не тільки в тому, що ви витратите дуже багато часу, а що ще гірше - дуже багато матеріалу на підбір потрібного режиму наосліп. Це також може бути небезпечно. Тому краще за все керуватися теоретичними знаннями в першу чергу. Отже, зараз ви дізнаєтеся формулу, по якій вираховується режим для конкретного металу. Те, як її можна застосовувати на практиці, буде описано нижче. Сама формула передбачає, що швидкість, що виражається в метрах за хвилину, множиться на перекладної коефіцієнт 1000, а результат ділиться на твір числа «пі», помноженого на діаметр фрези. Це всі необхідні вам елементи режиму різання, щоб вирахувати швидкість обертання фрези.

Спрощена формула

Немає сенсу проводити два множення, коли визнаєте, що число «пі» є цифрою без будь-яких змінних. Спочатку прийнято скорочувати 1000 і 3.14, щоб отримати 318. 318 множиться на швидкість, а потім отримані результат ділиться на діаметр фрези. Ось і все, ця формула вже набагато простіше, ніж попередня, і саме з її допомогою найчастіше проводиться визначення режиму різання.

розрахунок

В такому матеріалі неможливо обійтися без прикладу. Що ж, для прикладу можна взяти сталь загального застосування з твердістю менш 150НВ і фрезу з покриттям TI-NAMITE і діаметром 10 міліметрів. Отже, спочатку необхідно звіритися з даними, які були описані в статті вище - при таких показниках швидкість різання складе 175 м / хв, тому вам потрібно помножити 318 на 175, вийде 55650. Тепер це потрібно розділити на діаметр фрези, тобто 10 - виходить 5565. Саме це і є шукане значення. Тепер вам потрібно виставити його на вашому верстаті, а якщо конкретно таке значення виставити неможливо, то рекомендується взяти трохи менше.

Каталог іноземного інструменту

Якщо ви користуєтеся вітчизняної фрезою, то,найімовірніше, ви зможете без зусиль відшукати необхідні дані по визначенню режиму різання. Якщо ж у вас є іноземний зразок, то у вас можуть виникнути певні проблеми. Саме тому при покупці іноземного фрезеровочного верстата вкрай необхідно попросити каталог з усіма необхідними поясненнями, які ви зможете потім використовувати як теоретичну базу при роботі з верстатом.

спеціальні графіки

Справжнім порятунком є ​​графіки, якіскладаються для більш швидкого і зручного визначення режиму різання. Що являє собою такий графік? Це набір прямих ліній різного кольору, які знаходяться між двома осями - одна з них показує швидкість, тобто величину, яка вам відома, так як ви знаєте, який матеріал ви обробляєте, а друга - кількість оборотів в хвилину, яке буде здійснювати ваша фреза , тобто, простіше кажучи, режим її роботи. Чому лінії різного кольору? Якщо ви не забули, то кількість оборотів фрези в хвилину неможливо вирахувати тільки за швидкістю різання - вам потрібен ще й діаметр інструмента, і кожен колір відповідає за свій діаметр.

Як користуватися графіком?

Все, що від вас вимагається - це відшукати втаблиці діаметр вашого інструменту і вибрати пряму потрібного кольору на графіку. Потім вам потрібно визначити швидкість і провести пряму від осі y, тобто тієї осі, на якій вказані значення даного параметра. Від місця перетину вашої лінії з прямою обраного вами кольору необхідно провести пряму до осі x, щоб дізнатися вже точна кількість обертів на хвилину.