Κατά την εκτέλεση προγραμματισμού CNC, ο προγραμματιστής πρέπει να καθορίσει τις παραμέτρους κοπής για κάθε λειτουργία και να τις κωδικοποιήσει στο πρόγραμμα. Οι παράμετροι κοπής περιλαμβάνουν την ταχύτητα κοπής, το βάθος κοπής και τον ρυθμό τροφοδοσίας. Οι διαφορετικές μέθοδοι κατεργασίας απαιτούν την επιλογή διαφορετικών παραμέτρων κοπής.
1. Αρχές για την επιλογή των παραμέτρων κοπής
Για την ακατέργαστη μηχανική κατεργασία, ο πρωταρχικός στόχος είναι γενικά η αύξηση της παραγωγικότητας, αν και πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη η οικονομική απόδοση και το κόστος κατεργασίας. Για ημι-μηχανική επεξεργασία και φινίρισμα, η απόδοση κοπής, η οικονομική απόδοση και το κόστος μηχανικής κατεργασίας πρέπει να είναι ισορροπημένα, διασφαλίζοντας παράλληλα την ποιότητα της κατεργασίας. Οι συγκεκριμένες τιμές θα πρέπει να καθορίζονται με βάση τα εγχειρίδια εργαλειομηχανών και τα εγχειρίδια παραμέτρων κοπής, σε συνδυασμό με την πρακτική εμπειρία.
Για τη βελτιστοποίηση της διάρκειας ζωής του εργαλείου, η σειρά για την επιλογή των παραμέτρων κοπής είναι: προσδιορίστε πρώτα το βάθος κοπής, μετά τον ρυθμό τροφοδοσίας και, τέλος, την ταχύτητα κοπής.
2. Προσδιορισμός του βάθους κοπής
Το βάθος κοπής καθορίζεται από την ακαμψία της εργαλειομηχανής, του τεμαχίου εργασίας και του εργαλείου κοπής. Όποτε το επιτρέπει η ακαμψία, το βάθος κοπής θα πρέπει ιδανικά να ισούται με το περιθώριο κατεργασίας του τεμαχίου. Αυτό ελαχιστοποιεί τον αριθμό των περασμάτων και βελτιώνει την παραγωγικότητα.
Αρχές για τον προσδιορισμό του βάθους κοπής:
(1) Όταν η απαιτούμενη τραχύτητα επιφάνειας είναι Ra 12,5 μm–25 μm και το όριο μηχανικής κατεργασίας είναι μικρότερο από 5–6 mm, αρκεί ένα μόνο πέρασμα αδροποίησης για την κάλυψη των απαιτήσεων. Ωστόσο, εάν το περιθώριο είναι μεγάλο, η ακαμψία του συστήματος κατεργασίας είναι κακή ή η εργαλειομηχανή δεν έχει επαρκή ισχύ, η διαδικασία μπορεί να χωριστεί σε πολλαπλά περάσματα.
(2) Όταν η απαιτούμενη τραχύτητα επιφάνειας είναι Ra 3,2 μm–12,5 μm, η διαδικασία μπορεί να χωριστεί σε στάδια ακατέργαστης κατεργασίας και ημι{3}}κατεργασίας. Το βάθος κοπής για πρόχειρη κατεργασία επιλέγεται όπως περιγράφεται παραπάνω. Ένα περιθώριο 0,5–1,0 mm αφήνεται μετά την σκληρή κατεργασία για να αφαιρεθεί κατά τη διάρκεια της ημιτελικής κατεργασίας.
(3) Όταν η απαιτούμενη τραχύτητα επιφάνειας είναι Ra 0,8 μm–3,2 μm, η διαδικασία μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια: ακατέργαστη κατεργασία, ημι-κατεργασία φινιρίσματος και κατεργασία φινιρίσματος. Το βάθος κοπής για ημιτελική κατεργασία ορίζεται στα 1,5–2 mm. Για εργασίες φινιρίσματος, το βάθος κοπής ρυθμίζεται μεταξύ 0,3 mm και 0,5 mm.
3. Προσδιορισμός του ποσοστού τροφοδοσίας
Ο ρυθμός τροφοδοσίας επιλέγεται κυρίως με βάση την απαιτούμενη ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας και την τραχύτητα της επιφάνειας, καθώς και τα υλικά του κοπτικού εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας. Η μέγιστη ταχύτητα τροφοδοσίας περιορίζεται από την ακαμψία της εργαλειομηχανής και την απόδοση του συστήματος τροφοδοσίας.
Αρχές για τον προσδιορισμό της ταχύτητας τροφοδοσίας:
1) Όταν είναι εγγυημένες οι απαιτήσεις ποιότητας του τεμαχίου προς κατεργασία, μπορεί να επιλεγεί υψηλότερη ταχύτητα τροφοδοσίας για τη βελτίωση της απόδοσης παραγωγής. Αυτό επιλέγεται γενικά εντός της περιοχής 100–200 m/min.
2) Όταν εκτελείτε εργασίες αποκοπής-, κατεργασία βαθιών οπών ή χρήση εργαλείων από χάλυβα υψηλής-ταχύτητας (HSS), συνιστάται χαμηλότερη ταχύτητα τροφοδοσίας. Αυτό επιλέγεται γενικά στην περιοχή από 20–50 m/min.
3) Όταν απαιτείται υψηλή ακρίβεια κατεργασίας και φινίρισμα επιφάνειας, θα πρέπει να επιλέγεται χαμηλότερη ταχύτητα τροφοδοσίας, γενικά εντός της περιοχής 20–50 m/min.
4) Κατά τη διάρκεια μη{1}}κινήσεων κοπτικού εργαλείου (ταχεία διέλευση), ειδικά όταν επιστρέφετε στο σημείο αναφοράς ("homing") σε μεγάλη απόσταση, μπορεί να επιλεγεί η μέγιστη ταχύτητα τροφοδοσίας που έχει οριστεί από το σύστημα CNC του μηχανήματος.
4. Προσδιορισμός της ταχύτητας του άξονα
Η ταχύτητα του άξονα πρέπει να επιλέγεται με βάση την επιτρεπόμενη ταχύτητα κοπής και τη διάμετρο του τεμαχίου εργασίας (ή του εργαλείου). Ο τύπος υπολογισμού είναι:
n = 1000v / πD
v - Ταχύτητα κοπής (m/min), που καθορίζεται από την αντοχή του εργαλείου.
n - Ταχύτητα άξονα (r/min);
D - Διάμετρος τεμαχίου εργασίας ή διάμετρος εργαλείου (mm).
Η υπολογισμένη ταχύτητα ατράκτου (n) θα πρέπει τελικά να ρυθμιστεί ώστε να ταιριάζει με μια διαθέσιμη ρύθμιση ταχύτητας στην εργαλειομηχανή (ή την πλησιέστερη διαθέσιμη τιμή) όπως καθορίζεται στο εγχειρίδιο του μηχανήματος. Συνοπτικά, οι συγκεκριμένες τιμές παραμέτρων κοπής θα πρέπει να καθορίζονται χρησιμοποιώντας μια αναλογική προσέγγιση που βασίζεται στην απόδοση εργαλειομηχανών, στα σχετικά εγχειρίδια και στην πρακτική εμπειρία. Ταυτόχρονα, η ταχύτητα του άξονα, το βάθος κοπής και η ταχύτητα τροφοδοσίας πρέπει να εξισορροπούνται μεταξύ τους για να επιτευχθούν οι βέλτιστες παραμέτρους κοπής.
Τύπος αναφοράς:
[Εικών]
(I) Βάθος κοπής (ap)
Η κάθετη απόσταση μεταξύ της επεξεργασμένης επιφάνειας και της επιφάνειας που πρόκειται να υποβληθεί σε μηχανική επεξεργασία ορίζεται ως το βάθος κοπής. Το βάθος κοπής ($a_p$) είναι το βάθος που μετράται κάθετα στο επίπεδο εργασίας, που διέρχεται από το σημείο βάσης της κοπτικής ακμής. αντιπροσωπεύει το βάθος στο οποίο το εργαλείο στροφής διεισδύει στο κατεργαζόμενο τεμάχιο κατά τη διάρκεια κάθε κίνησης τροφοδοσίας και επομένως είναι επίσης γνωστό ως "βάθος κοπής". Με βάση αυτόν τον ορισμό, κατά τη διαμήκη περιστροφή μιας εξωτερικής κυλινδρικής επιφάνειας, το βάθος κοπής μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
Όπου $a_p$=βάθος κοπής (mm);
$d_w$=διάμετρος της επιφάνειας του τεμαχίου προς κατεργασία (mm).
$d_m$=διάμετρος της επεξεργασμένης επιφάνειας του κατεργαζόμενου τεμαχίου (mm).
Παράδειγμα 1: Δίνεται διάμετρος επιφάνειας τεμαχίου κατεργασίας $\\Phi$95 mm προς κατεργασία. αν γυριστεί σε διάμετρο $\\Phi$90 mm σε ένα μόνο πέρασμα, υπολογίστε το βάθος κοπής.
Λύση: $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
(II) Ροή ($f$)
Η σχετική μετατόπιση μεταξύ του εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας προς την κατεύθυνση της κίνησης τροφοδοσίας για κάθε περιστροφή του τεμαχίου ή του εργαλείου.
Ανάλογα με την κατεύθυνση τροφοδοσίας, ταξινομείται σε διαμήκη τροφοδοσία και εγκάρσια τροφοδοσία. Η διαμήκης τροφοδοσία αναφέρεται στην τροφοδοσία κατά μήκος της κατεύθυνσης των οδηγών κλίνης τόρνου, ενώ η εγκάρσια τροφοδοσία αναφέρεται στην τροφοδοσία κάθετα προς την κατεύθυνση των οδηγών της κλίνης τόρνου.
(Σημείωση) Η ταχύτητα τροφοδοσίας ($v_f$) αναφέρεται στη στιγμιαία ταχύτητα ενός επιλεγμένου σημείου στην κοπτική άκρη σε σχέση με το τεμάχιο εργασίας κατά τη διάρκεια της κίνησης τροφοδοσίας.
$v_f=fn$
Όπου $v_f$=ταχύτητα τροφοδοσίας (mm/s);
$n$=ταχύτητα άξονα (r/s);
ροή $f$=(mm/s).
(III) Ταχύτητα κοπής ($v_c$)
Η στιγμιαία ταχύτητα ενός επιλεγμένου σημείου στην κοπτική ακμή σε σχέση με το τεμάχιο εργασίας κατά την κύρια κίνηση κοπής. Ο τύπος υπολογισμού έχει ως εξής:
$v_c=(\\pi d_w n) / 1000$
Όπου $v_c$=ταχύτητα κοπής (m/min);
$d_w$=διάμετρος της επιφάνειας του τεμαχίου προς κατεργασία (mm).
$n$=ταχύτητα περιστροφής τεμαχίου εργασίας (r/min). Οι υπολογισμοί πρέπει να βασίζονται στη μέγιστη ταχύτητα κοπής. Για παράδειγμα, κατά την περιστροφή, ο υπολογισμός χρησιμοποιεί τη διάμετρο της προς κατεργασία επιφάνειας, καθώς η ταχύτητα είναι η υψηλότερη και η φθορά του εργαλείου είναι πιο γρήγορη σε αυτό το σημείο.
Παράδειγμα 2: Περιστροφή της εξωτερικής διαμέτρου τεμαχίου εργασίας με διάμετρο Φ60 mm. η επιλεγμένη ταχύτητα ατράκτου τόρνου είναι 600 r/min. Υπολογίστε vc.
Λύση: vc=(π × dw × n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min
Στην πραγματική παραγωγή, η διάμετρος του τεμαχίου είναι συνήθως γνωστή. Η ταχύτητα κοπής επιλέγεται με βάση παράγοντες όπως το υλικό του τεμαχίου εργασίας, το υλικό εργαλείου και τις απαιτήσεις μηχανικής κατεργασίας. Αυτή η ταχύτητα στη συνέχεια μετατρέπεται στην ταχύτητα του άξονα τόρνου για να ρυθμιστεί το μηχάνημα, με αποτέλεσμα τον ακόλουθο τύπο:
n=(1000 × vc) / (π × dw)
Παράδειγμα 3: Περιστροφή της εξωτερικής διαμέτρου μιας τροχαλίας (Φ260 mm) σε οριζόντιο τόρνο CA6140. επιλέξτε vc=90 m/min και υπολογίστε το n.
Λύση: n=(1000 × vc) / (π × dw)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/min
Αφού υπολογίσετε την ταχύτητα του άξονα, επιλέξτε μια τιμή κοντά σε αυτές που αναγράφονται στην πινακίδα του μηχανήματος. Σε αυτήν την περίπτωση, επιλέξτε n=100 r/min ως την πραγματική ταχύτητα τόρνου.
III. Περίληψη:
Παράμετροι κοπής
1. Βάθος κοπής ap (mm): ap=(dw - dm) / 2 (mm)
2. Ρυθμός τροφοδοσίας f (mm/r)
3. Ταχύτητα κοπής vc (m/min): vc=π × d × n / 1000 (m/min)
n=1000 × vc / (π × d) (r/min)
