Κατά τον προγραμματισμό CNC, ο προγραμματιστής πρέπει να καθορίσει τις παραμέτρους κοπής για κάθε λειτουργία και να τις ενσωματώσει στο πρόγραμμα με τη μορφή οδηγιών. Αυτές οι παράμετροι κοπής περιλαμβάνουν μεταξύ άλλων την ταχύτητα κοπής, το βάθος κοπής και τον ρυθμό τροφοδοσίας. Οι διαφορετικές μέθοδοι κατεργασίας απαιτούν την επιλογή συγκεκριμένων παραμέτρων κοπής προσαρμοσμένων σε κάθε διαδικασία.
1. Αρχές για την επιλογή των παραμέτρων κοπής
Κατά τη διάρκεια της ακατέργαστης μηχανικής κατεργασίας, ο πρωταρχικός στόχος είναι γενικά η μεγιστοποίηση της παραγωγικότητας. Ωστόσο, η οικονομική απόδοση και το κόστος μηχανικής κατεργασίας πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη. Για ημι-μηχανική επεξεργασία και φινίρισμα, η εστίαση μετατοπίζεται στην εξισορρόπηση της απόδοσης κοπής, της οικονομικής βιωσιμότητας και του κόστους κατεργασίας, ενώ ταυτόχρονα διασφαλίζεται η απαιτούμενη ποιότητα κατεργασίας. Οι συγκεκριμένες αριθμητικές τιμές για αυτές τις παραμέτρους θα πρέπει να καθορίζονται με βάση τις τεχνικές προδιαγραφές της εργαλειομηχανής και τα εγχειρίδια παραμέτρων κοπής, συμπληρωμένα με πρακτική εμπειρία.
Από την άποψη της διάρκειας ζωής και της αντοχής του εργαλείου, η συνιστώμενη σειρά για την επιλογή των παραμέτρων κοπής είναι η εξής: προσδιορίστε πρώτα το βάθος κοπής, ακολουθούμενο από 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. Εφόσον το επιτρέπει η ακαμψία του συστήματος, το βάθος κοπής θα πρέπει ιδανικά να ρυθμιστεί ίσο με το συνολικό όριο μηχανικής κατεργασίας (αφαίρεση αποθέματος) του τεμαχίου εργασίας. Αυτή η προσέγγιση ελαχιστοποιεί τον αριθμό των απαιτούμενων περασμάτων, ενισχύοντας έτσι την αποδοτικότητα της παραγωγής.
Αρχές για τον προσδιορισμό του βάθους κοπής:
(1) Όταν η απαιτούμενη τραχύτητα επιφάνειας του κατεργαζόμενου τεμαχίου είναι εντός του εύρους Ra 12,5 μm έως 25 μm και το όριο μηχανικής κατεργασίας είναι μικρότερο από 5 mm έως 6 mm, η διαδικασία ακατέργαστης κατεργασίας μπορεί τυπικά να ολοκληρωθεί με ένα μόνο πέρασμα για να πληρούνται οι προδιαγραφές. Ωστόσο, εάν το περιθώριο κατεργασίας είναι σημαντικό, η ακαμψία του συστήματος διεργασίας είναι ανεπαρκής ή η εργαλειομηχανή δεν διαθέτει επαρκή ισχύ, η λειτουργία μπορεί να χωριστεί σε πολλαπλά περάσματα.
(2) Όταν η απαιτούμενη τραχύτητα επιφάνειας είναι εντός του εύρους από 3,2 μm έως 12,5 μm, η διαδικασία θα πρέπει να χωριστεί σε δύο στάδια: ακατέργαστη κατεργασία και ημι{3}}μηχανική κατεργασία. Η επιλογή του βάθους κοπής για το στάδιο της ακατέργαστης κατεργασίας ακολουθεί τις αρχές που περιγράφονται παραπάνω. Μετά την ακατέργαστη κατεργασία, θα πρέπει να αφεθεί ένα υπόλοιπο 0,5 mm έως 1,0 mm στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, για να αφαιρεθεί στη συνέχεια κατά τη διάρκεια του σταδίου ημιτελικής κατεργασίας.
(3) Όταν η απαιτούμενη τραχύτητα επιφάνειας είναι εντός του εύρους Ra 0,8 μm έως 3,2 μm, η διαδικασία θα πρέπει να χωριστεί σε τρία στάδια: ακατέργαστη κατεργασία, ημι{3}}μηχανική κατεργασία φινιρίσματος και κατεργασία φινιρίσματος. Για το στάδιο ημιτελικής κατεργασίας, το βάθος κοπής πρέπει να ρυθμιστεί μεταξύ 1,5 mm και 2 mm. Κατά τις εργασίες φινιρίσματος, το βάθος κοπής πρέπει να ρυθμιστεί μεταξύ 0,3 mm και 0,5 mm.
3. Προσδιορισμός του Ρυθμού Τροφοδοσίας
Ο ρυθμός τροφοδοσίας επιλέγεται κυρίως με βάση την απαιτούμενη ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας και την τραχύτητα της επιφάνειας του εξαρτήματος, καθώς και τα υλικά του κοπτικού εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας. Ο μέγιστος ρυθμός τροφοδοσίας περιορίζεται από την ακαμψία της εργαλειομηχανής και τις δυνατότητες απόδοσης του συστήματος τροφοδοσίας της.
Αρχές για τον προσδιορισμό του ποσοστού ροής:
1) Όταν είναι εγγυημένες οι απαιτήσεις ποιότητας του τεμαχίου εργασίας, μπορεί να επιλεγεί υψηλότερος ρυθμός τροφοδοσίας για να βελτιωθεί η απόδοση παραγωγής. Γενικά, επιλέγεται μια τιμή εντός της περιοχής από 100 έως 200 m/min.
2) Κατά την εκτέλεση εργασιών αποκοπής, την κατεργασία βαθιών οπών ή τη χρήση εργαλείων από χάλυβα υψηλής-ταχύτητας, συνιστάται να επιλέξετε χαμηλότερο ρυθμό τροφοδοσίας. τυπικά, επιλέγεται μια τιμή εντός της περιοχής από 20 έως 50 m/min.
3) Όταν τίθενται υψηλές απαιτήσεις για την ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας και την τραχύτητα της επιφάνειας, θα πρέπει να επιλέγεται χαμηλότερος ρυθμός τροφοδοσίας. Γενικά, επιλέγεται μια τιμή εντός της περιοχής από 20 έως 50 m/min.
4) Κατά τη διάρκεια-μη κινήσεων του εργαλείου κοπής-ιδιαίτερα κατά την επιστροφή στο "σημείο μηδέν" σε μεγάλη απόσταση-μπορεί να επιλεγεί ο μέγιστος ρυθμός τροφοδοσίας που έχει διαμορφωθεί στο σύστημα CNC της εργαλειομηχανής.
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 κοπής). Ο τύπος υπολογισμού έχει ως εξής:
n = 1000v / πD
v - Ταχύτητα κοπής (σε m/min), που καθορίζεται από την αντοχή του κοπτικού εργαλείου.
n - Ταχύτητα άξονα (σε r/min);
D - Διάμετρος του τεμαχίου εργασίας ή του εργαλείου κοπής (σε mm).
Η υπολογιζόμενη ταχύτητα άξονα *n* πρέπει τελικά να ρυθμιστεί ώστε να ταιριάζει με μία από τις διαθέσιμες ταχύτητες που αναφέρονται στις προδιαγραφές της εργαλειομηχανής ή με την πλησιέστερη διαθέσιμη ταχύτητα. Συνοπτικά, οι συγκεκριμένες τιμές για τις παραμέτρους κοπής θα πρέπει να καθορίζονται με βάση τις δυνατότητες απόδοσης της εργαλειομηχανής και τα σχετικά τεχνικά εγχειρίδια, σε συνδυασμό με την πρακτική εμπειρία, συχνά χρησιμοποιώντας μια αναλογική προσέγγιση. Επιπλέον, η ταχύτητα του άξονα, το βάθος κοπής και ο ρυθμός τροφοδοσίας θα πρέπει να εναρμονιστούν για να εξασφαλιστεί η αμοιβαία συμβατότητα, καθιερώνοντας έτσι το βέλτιστο σύνολο παραμέτρων κοπής.
Τύπος αναφοράς:
(I) Βάθος κοπής (ap): Η κάθετη απόσταση μεταξύ της επεξεργασμένης επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας και της επιφάνειας που πρόκειται να υποβληθεί σε μηχανική επεξεργασία ορίζεται ως το βάθος κοπής. Το *βάθος κοπής* ($a_p$) είναι η ποσότητα του υλικού που αφαιρείται, μετρούμενη από ένα σημείο αναφοράς στην κοπτική ακμή σε κατεύθυνση κάθετη προς το επίπεδο εργασίας. Αντιπροσωπεύει το βάθος στο οποίο το εργαλείο περιστροφής διεισδύει στο τεμάχιο εργασίας κατά τη διάρκεια κάθε διέλευσης τροφοδοσίας. Ως εκ τούτου, αναφέρεται επίσης ως *βάθος κοπής*. Με βάση αυτόν τον ορισμό, όταν εκτελείτε διαμήκη στροφή σε εξωτερική κυλινδρική επιφάνεια, το βάθος κοπής μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
Πού: $a_p$ - βάθος κοπής (mm); $d_w$ - διάμετρος της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας *πριν* από την κατεργασία (mm).
$d_m$ - διάμετρος της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας *μετά* κατεργασία (mm).
**Παράδειγμα 1:** Δεδομένου ενός τεμαχίου εργασίας με αρχική διάμετρο επιφάνειας $\\Phi 95$ mm, εάν περιστρέφεται με ένα πέρασμα σε διάμετρο $\\Phi 90 $ mm, υπολογίστε το βάθος κοπής.
**Λύση:** $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
**(II) Ποσοστό ροής ($f$)**
Αυτό αναφέρεται στη σχετική μετατόπιση μεταξύ του εργαλείου κοπής και του τεμαχίου εργασίας-που μετράται προς την κατεύθυνση της κίνησης τροφοδοσίας-για κάθε πλήρη περιστροφή του τεμαχίου ή του εργαλείου. Ανάλογα με την κατεύθυνση της τροφοδοσίας, ταξινομείται σε *διαμήκης τροφοδοσία* και *εγκάρσια τροφοδοσία*. Η διαμήκης τροφοδοσία αναφέρεται στην κίνηση τροφοδοσίας που κατευθύνεται κατά μήκος των οδηγών σιδηροτροχιών της κλίνης τόρνου, ενώ η εγκάρσια τροφοδοσία αναφέρεται στην κίνηση τροφοδοσίας που κατευθύνεται κάθετα στις ράγες οδήγησης 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.)
$v_f=f \\cdot n$
Πού: $v_f$ - ταχύτητα τροφοδοσίας (mm/s);
$n$ - ταχύτητα άξονα (r/s);
Ταχύτητα ροής $f$ - (mm/στροφές).
**(III) Ταχύτητα κοπής ($v_c$)**
Αυτό αναφέρεται στη στιγμιαία ταχύτητα ενός επιλεγμένου σημείου στην κοπτική άκρη σε σχέση με το τεμάχιο εργασίας κατά την *κύρια κίνηση* (περιστροφή). Ο τύπος υπολογισμού έχει ως εξής:
$v_c=(\\pi \\cdot d_w \\cdot n) / 1000$
Πού: $v_c$ - ταχύτητα κοπής (m/min);
$d_w$ - διάμετρος της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας *πριν* από την κατεργασία (mm).
$n$ - ταχύτητα περιστροφής τεμαχίου εργασίας (r/min). Κατά την εκτέλεση των υπολογισμών, η μέγιστη ταχύτητα κοπής πρέπει να χρησιμοποιείται ως σημείο αναφοράς. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια των εργασιών τόρνευσης, οι υπολογισμοί πρέπει να βασίζονται στη διάμετρο της επιφάνειας που υποβάλλεται σε κατεργασία, καθώς εκεί η ταχύτητα είναι μεγαλύτερη και η φθορά του εργαλείου εμφανίζεται πιο γρήγορα. Παράδειγμα 2: Περιστροφή της εξωτερικής διαμέτρου τεμαχίου κατεργασίας με διάμετρο Φ60 mm. Η επιλεγμένη ταχύτητα ατράκτου τόρνου είναι 600 r/min. Υπολογίστε *v*c. Λύση: *v*c=(π * d*w * n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min. Στην πραγματική παραγωγή, η διάμετρος του τεμαχίου εργασίας είναι συνήθως μια γνωστή ποσότητα. Με βάση παράγοντες όπως το υλικό του τεμαχίου εργασίας, το υλικό εργαλείου και τις απαιτήσεις μηχανικής κατεργασίας, επιλέγεται μια συγκεκριμένη ταχύτητα κοπής. Αυτή η ταχύτητα κοπής στη συνέχεια μετατρέπεται στην αντίστοιχη ταχύτητα ατράκτου τόρνου για να διευκολυνθεί η σωστή ρύθμιση της εργαλειομηχανής. Αυτή η μετατροπή δίνει τον ακόλουθο τύπο: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w). Παράδειγμα 3: Περιστροφή της εξωτερικής διαμέτρου τροχαλίας Φ260 mm σε οριζόντιο τόρνο CA6140. Επιλέγεται ταχύτητα κοπής (*v*c) 90 m/min. Υπολογίστε *n*. Λύση: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/min. Αφού υπολογιστεί η ταχύτητα του άξονα του τόρνου, θα πρέπει να επιλέξετε μια τιμή από την πινακίδα του μηχανήματος που είναι πιο κοντά στο υπολογισμένο αποτέλεσμα. Σε αυτήν την περίπτωση, επιλέγεται n=100 r/min ως η πραγματική ταχύτητα λειτουργίας για τον τόρνο. III. Περίληψη: Παράμετροι κοπής 1. Βάθος κοπής (*a*p) (mm): *a*p=(*d*w - *d*m) / 2 (mm) 2. Ρυθμός τροφοδοσίας (*f*) (mm/rev) 3. Ταχύτητα κοπής(*v*c) (m/n *{4): *v 1000 (m/min); n=1000 * *v*c / (π * δ) (r/min)
