Скорость резания v — длина пути (в метрах), которую проходит за одну минуту наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки. За один оборот фрезы точка режущей кромки, расположенная на окружности фрезы диаметром D мм, пройдет путь, равный длине окружности, т. е. ?D мм.
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 зуб — (sz. мм/зуб) называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за время ее поворота на один зуб.
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.
SprutCAM Практик бесплатно на год при покупке станка с ЧПУ
Поделиться:
п,мм/мин
мм/мин
6. Мощность резания
Nрез=5,8 кВт [5]к.7
Мощность резания с учетом поправочных
коэффициентов
Nрез.д.= Nрез∙Кn
где, Kn
– поправочный коэффициент зависящий
от переднего угла и главного угла в
плане
Kn=1,0 [5]к.7
Nрез.д.=5,8∙1,0=5,8кВт
Сравниваем мощность резания с допустимой
мощностью станка
Nрез.д.≤ Nст
Nст=Nдв
∙ η=10∙0,8=8 кВт
где, Nдв – мощность
двигателя
Nдв=10 кВт
η – КПД станка
η=0,8
Nст =10∙0,8=8 кВт
Т.к. Nрез.д.=5,8 ≤ Nст=8
,обработка возможна.
7. Основное время
То4=
,мин
где,y и 𝛥
– недобег и перебег инструмента
y= t∙ctgφ=2∙
ctg45º =2мм
l
– длина рабочего хода
l=2,5мм
So
– подача на оборот
So=0,8мм/об
n
– частота вращения шпинделя
n
= 200 мин-1
То4=
=0,06
мин
Основное время
То= То1+ То2+ То3+
То4,мин
То=0,55+0,175+1,0+0,06=1,785мин
4)Определяем вспомогательное время Тв,
мин
Тв=(Ту.с
+Тизм+Тпер+
Тпер`)xКtв
где Ту.с-вспомогательное
время на установку и снятие детали, мин;
Ту.с=0,42
мин [10]c.32
Тпер-время
связанное с переходом, мин
Тпер= Тпер1+
Тпер2+ Тпер3+
Тпер4=0,43+0,13+0,40+0,06=1,02мин [10]c.64-68
Тпер1=0,43мин –
поперечное точение с предварительным
промером
Тпер2 =0,13 –
продольное точение резцом установленным
на размер
Тпер3 = 0,40 –
растачивание с предварительным промером
Тпер4 = 0,06 –
обточка фаски без измерения
Тпер`
— время связанное с переходом не
вошедшее в операцию
0,07∙3=0,21 – изменение числа оборотов
шпинделя [10]c.69
0,06 ∙3=0,18 – изменение величины и
направаления подачи [10]c.69
0,5∙3=1,5 – установить и снять
инструмент [10]c.69
0,02∙4=0,08 — влючить тормоз шпинделя [10]c.69
0,02∙4=0,08 — закрыть и открыть щиток
огражденя от стружки [10]c.69
Тпер`=0,21+0,18+1,5+0,08+0,08=2,05
мин
Тизм-вспомогательное
время на измерение, мин
Тизм=Т`измxKn
где, Т`изм-время
измерения каждой детали, мин
Kn-переодичность
измерения
Т`изм1=0,10
мин [10]с.191
Т`изм2=0,20
мин [10]с.191
Т`изм3=0,16
мин [10]с.191
Т`изм4=0,12
мин [10]с.191
Kn=1,0 [10]c.200
Тизм=0,10+0,20+0,16+0,12=0,58
мин
Тв=0,42+0,58+1,02+2,05=4,07
мин
Кtв – поправочный
коэффициент на вспомогательное время
в зависимости от характера серийности
работ
Кtв — (То
+Тв) · n
/(60 · 
= (1,785+4,07)50 / (60 ·
=0,61 — 1,15
где
n – число деталий в партии
n =50
Tв = (0,42+0,58+1,02+2,05)x1,15
=4,681мин
5)Определяем оперативное время
Топ = То + Тв =1,785 +4,681
=6,466 мин
6)Определяем время на обслуживание
рабочего места
Тобс = Топ ·
Побс / 100 =6,466·4/ 100
=0,259мин
где, Побс – затраты на обслуживание
рабочего места, в процентах от оперативного
Побс = 4%
7)Определяем время на отдых и личные
надобности
Тот.л = Топ ·
Пот.л / 100 =6,426· 4 / 100
=0,259 мин
где, Пот.л – затраты на отдых и
личные надобности, в процентах от
оперативного
Пот.л =4%
8)Определяем штучное время
Тшт = Топ + Тобс + Тот.л
=6,466 +0,259 +0,259=6,984 мин
9)Определяем штучно-калькуляционное
время
Тшт-к = Тшт + Тп-з / n
где, Тп-з – подготовительно-заключительное
время [10]c.70-71
Тп-з = Тп-з1 + Тп-з2 +
Тп-з3 = 16+ 7 = 23мин
где,Тп-з1 – подготовительно-заключительное
время наналадку станка, инструмента и
приспособления;
Тп-з1 = 16 мин;
Тп-з2 – подготовительно-заключительное
время на дополнительные приемы;
Тп-з2 — ;
Тп-з3 – подготовительно-заключительное
время на получения инструмента
иприспособлений до начала и сдачу их
после окончания обработки партии
деталей;
Тп-з3 = 7 мин.
Тшт-к = 6,984 + 23/ 50 = 7,444 мин
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
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:
V– скорость резанияπ–3.1416D– диаметр фрезы(мм)n– частота вращения фрезы(об/мин)1000– коэффициент переводаммвм
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:
- Подача на один зуб;
- Подача на один оборот;
- Минутная подача.
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.
S0 = SZ × Z
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.
SМ = S0 × n = SZ × Z × n
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.
Режимы резания при фрезеровании
Расчет режимов фрезерования заключается в определении скорости резания, частоты вращения фрезы, и выбора подачи. При фрезеровании различают два основных движения: вращение фрезы вокруг своей оси — главное движение и перемещение заготовки относительно фрезы — движение подачи. Скорость вращения фрезы называют скоростью резания, а скорость перемещения детали — подачей. Скорость резания при фрезеровании — это длина пути (в м), которую проходит за 1 мин наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки.
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:
l = πD, где l — путь режущей кромки за один оборот фрезы.
Длина пути
Длина пути, пройденная кромкой зуба фрезы в единицу времени,
L = ln = πDn, где n — частота вращения, об/мин.
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:
S0 = Sz Z
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:
Sм = S0n, или Sм = Sz Zn
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.
Похожие материалы
Здесь приведены полезные формулы и определения, необходимые для фрезерования: процесс обработки, фрезы, методы фрезерования и т. д. Умение правильно рассчитать скорость резания, подачу на зуб и скорость съёма металла имеет решающее значение для получения хороших результатов при выполнении любой фрезерной операции.
| Параметр | Значение | Метрические единицы | Дюймовые единицы |
| ae | Ширина фрезерования | мм | дюйм |
| ap | Осевая глубина резания | мм | дюйм |
| DCap | Диаметр резания при глубине резания ap | мм | дюйм |
| Dm | Обрабатываемый диаметр (диаметр детали) | мм | дюйм |
| fz | Подача на зуб | мм | дюйм |
| fn | Подача на оборот | мм/об | дюйм |
| N | Частота вращения шпинделя | об/мин | об/мин |
| vc | Скорость резания | м/мин | фут/мин |
| ve | Эффективная скорость резания | мм/мин | дюйм/мин |
| vf | Минутная подача | мм/мин | дюйм/мин |
| zc | Эффективное число зубьев | шт. | шт. |
| hex | Максимальная толщина стружки | мм | дюйм |
| hm | Средняя толщина стружки | мм | дюйм |
| kc | Удельная сила резания | Н/мм2 | Н/дюйм2 |
| Pc | Потребляемая мощность | кВт | л.с. |
| Mc | Крутящий момент | Н·м | фунт-сила/фут |
| Q | Скорость съёма металла | см3/мин | дюйм3/мин |
| KAPR | Главный угол в плане | град |
|
| PSIR | Угол в плане (дюйм.) |
|
град |
| BD | Диаметр корпуса | мм | дюйм |
| DC | Диаметр резания | мм | дюйм |
| LU | Рабочая длина | мм | дюйм |
Основные определения
-
Скорость резания, vc
Окружная скорость перемещения режущей кромки относительно заготовки.
-
Эффективная или фактическая скорость резания, ve
Окружная скорость на эффективном диаметре резания (DCap). Это значение необходимо для определения режимов резания при фактической глубине резания (ap). Это особенно важно при использовании фрез с круглыми пластинами, фрез со сферическим концом и всех фрез с большим радиусом при вершине, а также фрез с главным углом в плане менее 90 градусов.
-
Частота вращения шпинделя, n
Число оборотов фрезы, закрепленной в шпинделе, совершаемое за минуту. Этот параметр связан с характеристиками станка и вычисляется на основе рекомендованной скорости резания для данной операции.
-
Подача на зуб, fz
Параметр для расчёта минутной подачи. Подача на зуб определяется исходя из рекомендуемых значений максимальной толщины стружки.
-
Подача на оборот, fn
Вспомогательный параметр, показывающий, на какое расстояние перемещается инструмент за один полный оборот. Измеряется в мм/об и используется для расчёта минутной подачи и нередко является определяющим параметром в отношении чистовой обработки.
-
Минутная подача, vf
Её также называют скоростью подачи. Это скорость движения инструмента относительно заготовки, выражаемая в пройденном пути за единицу времени. Она связана с подачей на зуб и количеством зубьев фрезы. Число зубьев фрезы (zn) может превышать эффективное число зубьев (zc), то есть количество зубьев в резании, которое используется для определения минутной подачи. Подача на оборот (fn) в мм/об (дюйм/об) используется для расчёта минутной подачи и нередко является определяющим параметром в отношении чистовой обработки.
-
Максимальная толщина стружки, hex
Этот параметр связан с подачей на зуб (fz), шириной фрезерования (ae) и главным углом в плане (kr). Толщина стружки – важный критерий при выборе подачи на зуб для обеспечения наиболее высокой минутной подачи.
-
Средняя толщина стружки, hm
Полезный параметр для определения удельной силы резания, используемой для расчёта потребляемой мощности.
-
Скорость съёма металла, Q (cм3/мин)
Объём снятого металла в кубических миллиметрах в минуту (дюйм3/мин). Определяется на основе глубины и ширины резания и подачи.
-
Удельная сила резания, kct
Постоянная материала, используемая для расчёта мощности и выражаемая в Н/мм2
-
Время обработки, Tc (мин)
Отношение обрабатываемой длины (lm) к минутной подаче (vf).
-
Потребляемая мощность, Pc и КПД, ηmt
Характеристики станка, помогающие рассчитать потребляемую мощность и оценить возможность применения инструмента на данном оборудовании для данной операции обработки.
Методы фрезерования
-
Линейное врезание
Одновременное поступательное перемещение инструмента в осевом и радиальном направлениях.
-
Круговая интерполяция
Перемещение инструмента по круговой траектории при постоянной координате z.
-
Круговое фрезерование с врезанием под углом
Перемещение инструмента по круговой траектории с врезанием (винтовая интерполяция).
-
Фрезерование в одной плоскости
Фрезерование с постоянной координатой z.
-
Фрезерование с точечным контактом
Неглубокое радиальное врезание фрезами с круглыми пластинами или сферическим концом, при котором зона резания смещается от центра инструмента.
-
Профильное фрезерование
Формирование повторяющихся выступов при профильной обработке поверхностей сферическим инструментом.
Формулы для разных типов фрез
Формулы для фрез с прямой режущей кромкой
Формулы для фрез с с круглыми пластинами
Фрезы со сферическим концом
Винтовая интерполяция (по 3 осям) или круговая интерполяция (по 2 осям) — внутренняя обработка
Формулы
Винтовая интерполяция (по 3 осям) или круговая интерполяция (по 2 осям) — наружная обработка
Формулы
Параметры пластин для фрезерования
Геометрия пластин
Важными параметрами геометрии режущей кромки пластины являются:
- главный передний угол (γ)
- угол заострения (β)
Макрогеометрия создаётся для работы в лёгких, средних и тяжёлых условиях.
- Геометрия L (для лёгких условий) имеет более позитивную, но более слабую кромку (большой угол γ, маленький угол β)
- Геометрия H (для тяжёлых условий) имеет более прочную, но менее позитивную кромку (маленький угол γ, большой угол β)
Макрогеометрия влияет на многие параметры резания. Пластина с прочной кромкой может работать под большими нагрузками, но при этом создаёт большие силы резания, потребляет больше энергии и выделяет больше тепла. Оптимизированные геометрии имеют специальные буквенные обозначения по классификации ISO.
Конструкция вершины пластины
Самый важный для получения требуемого качества обработанной поверхности элемент режущей кромки – это параллельная фаска bs1 или, если применимо, выпуклая фаска Wiper bs2, или радиус при вершине rε.
Определения для фрез
-
Главный угол в плане (kr), град.
Главный угол в плане (kr) является основным геометрическим параметром фрезы, так как он определяет направление силы резания и толщину стружки.
-
Диаметр фрезы (Dc), мм
Диаметр фрезы (Dc) измеряется через точку (PK), где основная режущая кромка пересекается с параллельной фаской.
Наиболее информативный параметр – (Dcap) – эффективный диаметр резания при текущей глубине резания (ap), он используется для расчёта скорости резания. D3 – максимальный диаметр по пластинам, для некоторых типов фрез он равен Dc.
-
Глубина резания (ap), мм
Глубина резания (ap) – это расстояние между обработанной и необработанной поверхностями, измеряемое вдоль оси фрезы. Максимальное значение ap ограничивается, главным образом, размером пластины и мощностью станка.
При выполнении черновых операций существенное значение имеет величина передаваемого момента. На чистовых этапах обработки более важным становиться наличие или отсутствие вибраций.
-
Ширина фрезерования (ae), мм
Шириной фрезерования (ae) называют величину срезаемого припуска, измеренную в радиальном направлении. Данный параметр особенно важен при плунжерном фрезеровании. Максимальное значение ae также играет значимую роль при возникновении вибрации на операциях фрезерования в углах.
-
Ширина перекрытия (ae/Dc)
Ширина перекрытия (ae/Dc) – это отношение ширины фрезерования к диаметру фрезы.
-
Эффективное число зубьев фрезы (zc)
Данная величина используется для определения минутной подачи (vf) и производительности. Нередко это решающим образом влияет на эвакуацию стружки и стабильность обработки.
-
Число зубьев фрезы (zn)
Величина выбирается с учетом соблюдения условия равномерности процесса фрезерования. Именно количество заходов определяет вид фрезерования, группу материалов для обработки и её жесткость.
-
Шаг зубьев фрезы (u)
Для определённого диаметра фрезы можно выбрать различный шаг зубьев: крупный (L), нормальный (M), мелкий (H). Буква X в коде фрезы указывает на особо мелкий шаг зубьев
-
Неравномерный шаг зубьев фрезы
Означает, что расстояние между зубьями фрезы не одинаковое. Это очень эффективный способ свести к минимуму риск возникновения вибрации.
При создании статьи использованы справочники Sandvik
Каталог фрез по металлу на онлайн-выставке Enex: https://enex.market/catalog/Raskhodnye_materialy/metallorezhushchiy_instrument/frezy_po_metallu/.