Расчет режимов резания при точении

Содержание:

• 1. Скорость резания, (м/мин)
• 2. Частота вращения шпинделя, (об/мин)
• 3. Глубина резания, (мм)
• 4. Шероховатость, (мкм)
• 5. Оценка потребления мощности, (kW)
• 6. Удельный съём металла, (см³/мин)

Оптимальный режим резания: понятие и методика выбора

Рациональный режим резания — это такой режим обработки, при котором деталь заданного качества изготавливается с минимальными затратами, включая расходы на инструмент. Такой подход основан на достижении экономически целесообразного периода стойкости режущего инструмента.

Факторы, влияющие на выбор режима резания

При выборе режима резания необходимо учитывать следующие параметры:

• материал заготовки: его марка и физико-механические свойства;
• состояние поверхности заготовки: наличие дефектов, шероховатость и другие характеристики;
• тип обработки: черновая, получерновая-получистовая, чистовая;
• вид точения: продольное, торцевое или профильное;
• условия обработки: непрерывный или прерывистый процесс.

Эти факторы определяют оптимальные параметры резания, которые обеспечивают баланс между производительностью и экономической эффективностью.

Методика назначения рационального режима резания

Процесс выбора рационального режима резания включает несколько этапов.

• Выбор материала режущего инструмента. Подбор сплава для режущей части инструмента или твердосплавной пластины в зависимости от обрабатываемого материала.
• Определение глубины резания. Установка толщины слоя материала, снимаемого за один проход. Этот параметр зависит от типа обработки и характеристик заготовки.
• Назначение подачи. Расчёт подачи инструмента (на зуб, на оборот или в минуту) с учётом прочности инструмента, жёсткости системы и мощности оборудования.
• Определение скорости резания. Выбор оптимальной скорости движения режущей кромки относительно заготовки для достижения максимальной производительности при минимальном износе инструмента.

Рациональный выбор режима резания позволяет не только обеспечить высокое качество обработки, но и минимизировать затраты на инструмент и эксплуатацию оборудования.

1. Скорость резания, (м/мин)

Скорость резания — это величина, характеризующая путь, который проходит точка режущей кромки инструмента относительно поверхности заготовки в направлении основного движения за единицу времени. При точении это движение является вращательным. Скорость резания измеряется в метрах в минуту (м/мин).

Рис. 1 /Формула – Скорость резания (м/мин)
где,
π – константа, приблизительно равная 3,14;
Dm – диаметр заготовки, мм;
n – частота вращения шпинделя, об/мин.

2. Частота вращения шпинделя, (об/мин)

Частота вращения шпинделя — это показатель, характеризующий количество оборотов, которое шпиндель станка совершает за единицу времени. Обычно этот параметр измеряется в оборотах в минуту (об/мин) и играет важную роль при настройке и эксплуатации оборудования для обработки металлов.

Шпиндель — это вращающийся элемент станка, предназначенный для установки режущего или зажимного инструмента. Он является основным узлом оборудования, обеспечивая передачу вращательного движения инструменту или заготовке. От характеристик шпинделя напрямую зависят точность обработки и производительность станка.

Рис. 2 /Формула – Частота вращения, (об/мин)
где,
Vc – скорость резания, м/мин;
π – константа, приблизительно равная 3,14;
Dm – диаметр заготовки, мм.

3. Глубина резания, (мм)

Глубина резания —  это расстояние между необработанной поверхностью заготовки и обработанной поверхностью, измеренное перпендикулярно к направлению подачи. Она определяет, насколько глубоко резец входит в заготовку за один проход. Разность между первоначальным диаметром заготовки D и полученным d, принято называть припуском.

Рис. 3 /Формула – Глубина резания
где,
t – глубина резания;
D – диаметр до прохода резца;
d – диаметр после прохода резца.

4. Шероховатость, (мкм)

Шероховатость — это параметр, который характеризует микронеровности поверхности материала. Она измеряется в микрометрах и отражает степень гладкости или грубости поверхности. Чем ниже значение шероховатости, тем более гладкой является обработанная поверхность.

Рис. 4 /Формула – Шероховатость (средние значения)
где,
Ra – шероховатость, мкм;
Re – радиус вершины, мм;
Rt – общая высота профиля, мкм.

Рис. 5. Улучшенные значения

Средние значения шероховатости зависят от конкретного материала и процесса обработки. Однако, для ориентировочного представления, вот некоторые типичные значения средней шероховатости для различных поверхностей:

• Очень гладкая поверхность: менее 0.1 мкм (Ra)
• Хорошо обработанная: 0.1–0.4 мкм (Ra)
• Средняя: 0.4–1.6 мкм (Ra)
• Грубая: 1.6–6.3 мкм (Ra)
• Очень грубая поверхность: более 6.3 мкм (Ra)

5. Оценка потребления мощности, (kW)

Оценка потребления мощности — это процесс определения количества электрической энергии, используемой конкретным устройством, системой или процессом за определённый период времени. Этот параметр измеряется в ваттах (Вт) и является важным показателем для планирования энергопотребления и оптимизации работы оборудования.

Рис. 6 /Формула – Оценка потребления мощности, (kW)
где,
Pc – требуемая мощность, kW;
Vc – скорость резания, м/мин;
f – подача, мм/об;
ap – глубина резания, мм.

6. Удельный съём металла, (см³/мин)

Удельный съём металла — это показатель, характеризующий количество материала, удаляемого в процессе обработки поверхности или изготовления изделия. Этот параметр позволяет оценить эффективность обработки и является важным критерием при выборе технологии и инструментов.

Рис./Формула – Удельный съём металла (см³/мин)
где,
Vc – скорость резания, м/мин;
f – подача, мм/об;
ap – глубина резания, мм.

Заключение

Рациональный режим резания — это компромисс между качеством обработки, производительностью и экономическими затратами. Индивидуальный подход к оптимизации позволяет повысить эффективность производства, снизить расходы и обеспечить долгосрочную устойчивость технологического процесса.

---

Важная информация!

Информация, представленная в технических статьях и обзорах на Сайте, носит исключительно информационный и ознакомительный характер и предназначена для общего понимания принципов работы, характеристик и применения металлорежущего инструмента и оснастки для станков.

Все расчеты, формулы, рекомендации и технические данные, приведённые в материалах, взяты из каталогов производителей и могут быть использованы только в качестве ориентировочных значений. Окончательное определение параметров и условий применения инструмента должно производиться квалифицированным специалистом (технологом, инженером) на производстве или квалифицированным сотрудником нашей компании.

ООО «Айрон Парк» не несёт ответственности за возможные ошибки, упущения или неправильное использование информации, содержащейся в статьях и обзорах.

Мы рекомендуем всегда консультироваться с техническим специалистом перед применением рекомендаций в производственных условиях.