A CNC programozás végrehajtásakor a programozónak meg kell határoznia az egyes műveletekhez tartozó forgácsolási paramétereket, és azokat a programba kódolnia kell. A vágási paraméterek közé tartozik a vágási sebesség, a vágási mélység és az előtolás. A különböző megmunkálási eljárások különböző forgácsolási paraméterek kiválasztását teszik szükségessé.
1. A vágási paraméterek kiválasztásának alapelvei
A durva megmunkálásnál az elsődleges cél általában a termelékenység növelése, de figyelembe kell venni a gazdaságosságot és a megmunkálási költségeket is. A félkész{1}}megmunkálásnál és a befejező megmunkálásnál a vágási hatékonyságot, a gazdaságosságot és a megmunkálási költségeket egyensúlyban kell tartani a megmunkálás minőségének biztosítása mellett. A konkrét értékeket a szerszámgépek kézikönyvei és a forgácsolási paraméterek kézikönyvei alapján kell meghatározni, a gyakorlati tapasztalatokkal kombinálva.
A szerszám élettartamának optimalizálása érdekében a forgácsolási paraméterek kiválasztásának sorrendje a következő: először határozza meg a fogásmélységet, majd az előtolást, végül a vágási sebességet.
2. A vágásmélység meghatározása
A fogásmélységet a szerszámgép, a munkadarab és a vágószerszám merevsége határozza meg. Amikor a merevség megengedi, a fogásmélységnek ideális esetben meg kell egyeznie a munkadarab megmunkálási ráhagyásával; ez minimalizálja a menetek számát és javítja a termelékenységet.
A vágásmélység meghatározásának alapelvei:
(1) Ha a szükséges felületi érdesség Ra 12,5 μm–25 μm, és a megmunkálási ráhagyás kisebb, mint 5–6 mm, egyetlen nagyoló menet elegendő a követelmények teljesítéséhez. Ha azonban a ráhagyás nagy, a megmunkáló rendszer merevsége gyenge, vagy a szerszámgépnek nincs elegendő teljesítménye, akkor a folyamat több menetre bontható.
(2) Ha a szükséges felületi érdesség Ra 3,2 μm–12,5 μm, a folyamat nagyoló megmunkálási és félkész megmunkálási szakaszokra osztható. A fogásmélységet nagyoló megmunkáláshoz a fent leírtak szerint kell kiválasztani. A durva megmunkálás után 0,5–1,0 mm ráhagyás marad, amelyet a félkész megmunkálás során el kell távolítani.
(3) Ha a szükséges felületi érdesség Ra 0,8 μm–3,2 μm, a folyamat három szakaszra osztható: durva megmunkálás, félig -simító megmunkálás és végső megmunkálás. A félkész megmunkálásnál a fogásmélység 1,5–2 mm-re van beállítva. A simítási műveleteknél a vágási mélység 0,3 mm és 0,5 mm között van beállítva.
3. Előtolási sebesség meghatározása
Az előtolási sebességet elsősorban a szükséges megmunkálási pontosság és felületi érdesség, valamint a vágószerszám és a munkadarab anyagai alapján választják ki. A maximális előtolási sebességet a szerszámgép merevsége és az adagolórendszer teljesítménye korlátozza.
Az előtolási sebesség meghatározásának alapelvei:
1) Ha a munkadarab minőségi követelményei garantálhatók, nagyobb előtolási sebesség választható a gyártási hatékonyság javítása érdekében; ezt általában 100-200 m/perc tartományban választják.
2) Levágási-műveletek végzésekor, mély furatok megmunkálásakor vagy nagy-sebességű acél (HSS) szerszámok használatakor alacsonyabb előtolási sebesség javasolt; ezt általában a 20-50 m/perc tartományban választják.
3) Ha nagy megmunkálási pontosságra és felületi minőségre van szükség, alacsonyabb előtolási sebességet kell választani, általában 20-50 m/perc tartományban.
4) Nem-forgácsoló szerszámmozgások során (gyorsmenet), különösen a referenciaponthoz való visszatéréskor ("homing") nagy távolságon keresztül, a gép CNC rendszere által beállított maximális előtolási sebesség választható.
4. Az orsó fordulatszámának meghatározása
Az orsó fordulatszámát a megengedett forgácsolási sebesség és a munkadarab (vagy szerszám) átmérője alapján kell kiválasztani. A számítási képlet a következő:
n = 1000v / πD
v - Vágási sebesség (m/perc), a szerszám tartóssága határozza meg;
n - Orsó-fordulatszám (r/perc);
D - A munkadarab átmérője vagy a szerszám átmérője (mm).
A számított orsó-fordulatszámot (n) végül úgy kell beállítani, hogy megfeleljen a szerszámgépen elérhető fordulatszám-beállításnak (vagy a legközelebbi elérhető értéknek), a gép kézikönyvében leírtak szerint. Összefoglalva, a konkrét forgácsolási paraméterek értékeit analóg megközelítéssel kell meghatározni a szerszámgép teljesítménye, a vonatkozó kézikönyvek és a gyakorlati tapasztalatok alapján. Ugyanakkor az orsó fordulatszámát, a fogásmélységet és az előtolási sebességet ki kell egyensúlyozni egymással az optimális forgácsolási paraméterek elérése érdekében.
Referencia képlet:
[Kép]
(I) Vágásmélység (ap)
A megmunkált felület és a még megmunkálandó felület közötti merőleges távolság a fogásmélység. A fogásmélység ($a_p$) a munkasíkra merőlegesen mért, a vágóél alappontján áthaladó mélység; azt a mélységet jelenti, ameddig az esztergaszerszám behatol a munkadarabba az egyes előtolási mozgások során, ezért "vágási mélységnek" is nevezik. E meghatározás alapján egy külső hengeres felület hosszirányú esztergálásakor a fogásmélységet a következő képlettel lehet kiszámítani:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
Ahol $a_p$=vágásmélység (mm);
$d_w$=a megmunkálandó munkadarab felület átmérője (mm);
$d_m$=a megmunkált munkadarab felületének átmérője (mm).
1. példa: Adott egy $\\Phi$95 mm-es megmunkálandó munkadarab felületátmérő; ha egy menetben $\\Phi$90 mm átmérőjűre forgatják, számítsa ki a fogásmélységet.
Megoldás: $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
(II) takarmány ($f$)
A szerszám és a munkadarab közötti relatív elmozdulás az előtolási mozgás irányában a munkadarab vagy a szerszám minden egyes fordulatánál.
Az előtolás irányától függően hosszirányú előtolásra és keresztirányú előtolásra osztják; a hosszirányú előtolás az esztergaágy vezetőpályáinak iránya mentén történő előtolást jelenti, míg a keresztirányú előtolás az esztergaágy vezetőpályáinak irányára merőleges előtolást jelenti.
(Megjegyzés) Az előtolási sebesség ($v_f$) a forgácsolóél kiválasztott pontjának a munkadarabhoz viszonyított pillanatnyi sebességére utal az előtolási mozgás során.
$v_f=fn$
Ahol $v_f$=előtolási sebesség (mm/s);
$n$=orsó fordulatszám (r/s);
$f$=feed (mm/s).
(III) Vágási sebesség ($v_c$)
A forgácsolóél kiválasztott pontjának a munkadarabhoz viszonyított pillanatnyi sebessége az elsődleges forgácsolómozgás során. A számítási képlet a következő:
$v_c=(\\pi d_w n) / 1000 $
ahol $v_c$=vágási sebesség (m/perc);
$d_w$=a megmunkálandó munkadarab felület átmérője (mm);
$n$=munkadarab forgási sebessége (r/perc). A számításoknak a maximális vágási sebességen kell alapulniuk; például esztergálásnál a számítás a megmunkálandó felület átmérőjét használja, mivel a sebesség a legnagyobb és a szerszámkopás ezen a ponton a leggyorsabb.
2. példa: Φ60 mm átmérőjű munkadarab külső átmérőjének esztergálása; a kiválasztott esztergaorsó fordulatszáma 600 ford/perc. Vc kiszámítása.
Megoldás: vc=(π × dw × n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min
A tényleges gyártás során általában ismert a munkadarab átmérője. A vágási sebességet olyan tényezők alapján választják ki, mint a munkadarab anyaga, a szerszám anyaga és a megmunkálási követelmények; ezt a fordulatszámot ezután az esztergaorsó fordulatszámává alakítják át a gép beállításához, ami a következő képletet eredményezi:
n=(1000 × vc) / (π × dw)
3. példa: Egy tárcsa külső átmérőjének esztergálása (Φ260 mm) CA6140 vízszintes esztergagépen; válassza ki a vc=90 m/min értéket, és számítsa ki az n-t.
Megoldás: n=(1000 × vc) / (π × dw)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/perc
Az orsó fordulatszámának kiszámítása után válasszon egy értéket, amely közel áll a gép adattábláján szereplő értékekhez; ebben az esetben válassza ki az n=100 r/min értéket az eszterga tényleges sebességeként.
III. Összegzés:
Vágási paraméterek
1. Vágásmélység ap (mm): ap=(dw - dm) / 2 (mm)
2. Előtolás f (mm/r)
3. Vágási sebesség vc (m/perc): vc=π × d × n / 1000 (m/perc)
n=1000 × vc / (π × d) (r/perc)
