По време на CNC програмирането, програмистът трябва да определи параметрите на рязане за всяка операция и да ги включи в програмата под формата на инструкции. Тези параметри на рязане включват скорост на рязане, дълбочина на рязане и скорост на подаване, между другото. Различните методи на обработка изискват избор на специфични параметри на рязане, съобразени с всеки процес.
1. Принципи за избор на параметри на рязане
По време на груба обработка основната цел обикновено е да се увеличи максимално производителността; Въпреки това, икономическата ефективност и разходите за обработка също трябва да бъдат взети под внимание. За полу{1}}завършена и крайна обработка фокусът се измества към балансиране на ефективността на рязане, икономическа жизнеспособност и разходи за обработка, като същевременно се гарантира необходимото качество на обработка. Конкретните числени стойности за тези параметри трябва да се определят въз основа на техническите спецификации на машината и наръчниците за параметри на рязане, допълнени от практическия опит.
От гледна точка на живота и дълготрайността на инструмента, препоръчителната последователност за избор на параметри на рязане е следната: първо определете дълбочината на рязане, последвано от скоростта на подаване и накрая скоростта на рязане.
2. Определяне на дълбочината на рязане
Дълбочината на рязане се определя от твърдостта на машинния инструмент, детайла и режещия инструмент. При условие, че твърдостта на системата го позволява, дълбочината на рязане в идеалния случай трябва да бъде зададена равна на общата допустима обработка (отстраняване на запас) на детайла; този подход минимизира броя на необходимите проходи, като по този начин повишава ефективността на производството.
Принципи за определяне на дълбочината на рязане:
(1) Когато изискваната грапавост на повърхността на детайла попада в диапазона от Ra 12,5 μm до 25 μm и допустимото отклонение за обработка е по-малко от 5 mm до 6 mm, процесът на груба обработка обикновено може да бъде завършен с едно преминаване, за да се изпълнят спецификациите. Въпреки това, ако допускът за обработка е значителен, твърдостта на технологичната система е недостатъчна или на машинния инструмент липсва подходяща мощност, операцията може да бъде разделена на множество преминавания.
(2) Когато изискваната грапавост на повърхността попада в диапазона от Ra 3,2 μm до 12,5 μm, процесът трябва да бъде разделен на два етапа: груба обработка и полу-завършена обработка. Изборът на дълбочината на рязане за етапа на груба обработка следва принципите, описани по-горе. След груба обработка трябва да се остави остатъчен резерв от 0,5 mm до 1,0 mm върху повърхността на детайла, който впоследствие да се отстрани по време на етапа на полу-завършена обработка.
(3) Когато изискваната грапавост на повърхността попада в диапазона от Ra 0,8 μm до 3,2 μm, процесът трябва да бъде разделен на три етапа: груба обработка, полу-финишна обработка и крайна обработка. За етапа на полу{5}}обработка дълбочината на рязане трябва да бъде зададена между 1,5 mm и 2 mm. По време на довършителните операции дълбочината на рязане трябва да бъде настроена между 0,3 mm и 0,5 mm.
3. Определяне на скоростта на подаване
Скоростта на подаване се избира основно въз основа на необходимата прецизност на обработка и грапавостта на повърхността на детайла, както и материалите на режещия инструмент и детайла. Максималната скорост на подаване е ограничена от твърдостта на машинния инструмент и възможностите за работа на неговата система за подаване.
Принципи за определяне на скоростта на подаване:
1) Когато изискванията за качество на детайла могат да бъдат гарантирани, може да се избере по-висока скорост на подаване, за да се подобри ефективността на производството. Обикновено се избира стойност в диапазона от 100 до 200 m/min.
2) При извършване на операции на рязане, обработване на дълбоки отвори или използване на високо-инструменти от стомана, препоръчително е да изберете по-ниска скорост на подаване; обикновено се избира стойност в диапазона от 20 до 50 m/min.
3) Когато се поставят високи изисквания към прецизността на обработката и грапавостта на повърхността, трябва да се избере по-ниска скорост на подаване; обикновено се избира стойност в диапазона от 20 до 50 m/min.
4) По време на не-движения на режещия инструмент-особено при връщане към „нулевата точка“ на голямо разстояние-може да бъде избрана максималната скорост на подаване, конфигурирана в CNC системата на машинния инструмент.
4. Определяне на скоростта на шпиндела
Скоростта на шпиндела трябва да бъде избрана въз основа на допустимата скорост на рязане и диаметъра на детайла (или режещия инструмент). Формулата за изчисление е следната:
n = 1000v / πD
v - Скорост на рязане (в m/min), определена от издръжливостта на режещия инструмент;
n - Скорост на шпиндела (в r/min);
D - Диаметър на детайла или режещия инструмент (в mm).
Изчислената скорост на шпиндела *n* трябва в крайна сметка да се коригира, за да съответства на една от наличните скорости, изброени в спецификациите на машинния инструмент, или най-близката налична скорост. В обобщение, специфичните стойности за параметрите на рязане трябва да се определят въз основа на работните възможности на машината и съответните технически ръководства, съчетани с практически опит, често използвайки аналогичен подход. Освен това скоростта на шпиндела, дълбочината на рязане и скоростта на подаване трябва да бъдат хармонизирани, за да се осигури взаимна съвместимост, като по този начин се установява оптималният набор от параметри на рязане.
Референтна формула:
(I) Дълбочина на рязане (ap): перпендикулярното разстояние между обработената повърхност на детайла и повърхността, която тепърва ще се обработва, се определя като дълбочина на рязане. *Дълбочината на рязане* ($a_p$) е количеството отстранен материал, измерено от референтна точка на режещия ръб в посока, перпендикулярна на работната равнина. Той представлява дълбочината, до която струговащият инструмент прониква в детайла по време на всяко подаване; следователно се нарича още *дълбочина на рязане*. Въз основа на това определение, когато се извършва надлъжно струговане върху външна цилиндрична повърхност, дълбочината на рязане може да се изчисли по следната формула:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
Където: $a_p$ - дълбочина на рязане (mm); $d_w$ - диаметър на повърхността на детайла *преди* обработката (mm);
$d_m$ - диаметър на повърхността на детайла *след* обработка (mm).
**Пример 1:** При даден детайл с първоначален диаметър на повърхността $\\Phi 95$ mm, ако той се завърти с едно преминаване до диаметър $\\Phi 90$ mm, изчислете дълбочината на рязане.
**Решение:** $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
**(II) Скорост на подаване ($f$)**
Това се отнася до относителното изместване между режещия инструмент и детайла-измерено в посоката на движението на подаване-за всеки пълен оборот на детайла или инструмента. В зависимост от посоката на подаването, то се класифицира на *надлъжно подаване* и *напречно подаване*. Надлъжното подаване се отнася до движението на подаване, насочено по протежение на водещите релси на леглото на струга, докато напречното подаване се отнася до движението на подаване, насочено перпендикулярно на водещите релси на леглото на струга. (Забележка: *Скорост на подаване* ($v_f$) се отнася до моментната скорост на избрана точка на режещия ръб спрямо детайла по време на движение на подаване.)
$v_f=f \\cdot n$
Където: $v_f$ - скорост на подаване (mm/s);
$n$ - скорост на шпиндела (r/s);
$f$ - скорост на подаване (mm/rev).
**(III) Скорост на рязане ($v_c$)**
Това се отнася до моментната скорост на избрана точка на режещия ръб спрямо детайла по време на *първичното движение* (въртене). Формулата за изчисление е следната:
$v_c=(\\pi \\cdot d_w \\cdot n) / 1000$
Където: $v_c$ - скорост на рязане (m/min);
$d_w$ - диаметър на повърхността на детайла *преди* обработката (mm);
$n$ - скорост на въртене на детайла (об/мин). При извършване на изчисления максималната скорост на рязане трябва да се използва като отправна точка; например, по време на струговане, изчисленията трябва да се основават на диаметъра на обработваната повърхност, тъй като там скоростта е най-висока и износването на инструмента става най-бързо. Пример 2: Струговане на външен диаметър на детайл с диаметър Φ60 mm. Избраната скорост на шпиндела на струга е 600 r/min. Изчислете *v*c. Решение: *v*c=(π * d*w * n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min. В действителното производство диаметърът на детайла обикновено е известна величина. Въз основа на фактори като материал на детайла, материал на инструмента и изисквания за обработка се избира специфична скорост на рязане; тази скорост на рязане след това се преобразува в съответната скорост на шпиндела на струга, за да се улесни правилната настройка на машинния инструмент. Това преобразуване дава следната формула: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w). Пример 3: Завъртане на външен диаметър на макара Φ260 mm на хоризонтален струг CA6140. Избрана е скорост на рязане (*v*c) от 90 m/min. Изчислете *n*. Решение: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/min. След като се изчисли скоростта на шпиндела на струга, трябва да се избере стойност от табелката на машината, която е най-близка до изчисления резултат; в този случай n=100 r/min се избира като действителна работна скорост за струга. III. Резюме: Параметри на рязане 1. Дълбочина на рязане (*a*p) (mm): *a*p=(*d*w - *d*m) / 2 (mm) 2. Скорост на подаване (*f*) (mm/rev) 3. Скорост на рязане (*v*c) (m/min): *v*c=π * d * n / 1000 (m/min); n=1000 * *v*c / (π * d) (r/min)
