Режимы резания при фрезеровании таблица, элементы, выбор режимов

Фрезерование нержавейки, фрезерная обработка нержавеющих сталей, обработка нержавеющих сталей, фрезе

  • Индустрия 4.0
  • Мишиностроение
  • Автоматизация проектирования
  • Управление производством
  • Станки
  • Разное
  • Новости

Как уже отмечалось в прошлой статье наиболее распространены аустенитные нержавеющие стали, хромоникелевые, такие как 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т, содержащие хром (Cr) и никель (Ni) и как раз они и составляют максимальную сложность в их механической обработке.

Сильное влияние конечно оказывает химический состав нержавеющей стали и соответственно рекомендации для одной марки стали могут не подойти для другой. Кроме того, сильное влияние на обрабатываемость оказывает метод получения заготовок (литье, штамповка, ковка и т.д.), наличие корки, окалины, включений, условия обработки прерывистое резание и т.д., а также наличие термической обработки. Но общие какие-то рекомендации можно дать.

Рекомендации по фрезерованию нержавеющих сталей

1. Ставим высокие скорости резания при черновой обработке (150-250 м/мин) для ухода от нароста. Конечно с учетом возможности станка, жесткости системы.

2. Не используем СОЖ на черновой обработке, чтобы исключить термических трещин. Стружку убирать воздухом, особенно при обработке карманов и других углублений, где затруднено удаление стружки. Для некоторых марок сталей можно пробовать СОЖ и следить за стойкостью, экспериментировать так сказать.

3. Используем СОЖ на чистовой обработке для повышения качества поверхности и лучше использовать охлаждение масляным туманом. При чистовых сьемах температура не такая высокая.

4. Ставим подачу на зуб побольше, так как малая подача при обработке упрочненной поверхности может привести к быстрому износу.

5. Частыми причинами выхода из строя инструмента являются: выкрашивание из-за термических трещин, проточин, нароста (налипания на инструмент).

6. Используем позитивную геометрию, острую кромку для предотвращения наростообразования, сил трения, снижения сил резания и температуры. Также требуется меньше мощности станка.

7. Используем пластины с большим радиусом и/или небольшим углом в плане, для снижения проточины.

8. Выбираем покрытие PVD, оно более тонкое и обеспечивает острую режущую кромку, имеет хорошую гладкость для предотвращения налипания. Покрытие CVD более толстое, можно применить для тяжелого фрезерования.

9. При возникновении термотрещин выбираем более твердый сплав и более стойкий к действию температуры.

10. Берем монолитные фрезы с мелкой насечкой для черновой обработки (черновые фрезы).

12. Можно использовать разную глубину резания для равномерного износа пластин.

13. Подбираем режимы резания оптимальные для реальных условий, в соответствии с каталогом, но учитывая необходимую стойкость.

14. Иногда стоит провести предварительную термическую обработку нержавеющих заготовок для выравнивания структуры.

Обработка нержавеющей стали имеет схожие сложности, что и обработка титана и некоторые приёмы и рекомендации можно взять из фрезерования титана.

Мы рассмотрели обработку нержавеющих сталей, разобрались в чем сложность ее обработки, а так же выделили основные рекомендации для токарной обработки нержавеющей стали и теперь и фрезерную обработку. Тема очень актуальная, поэтому постараемся продолжить ее в будущих статьях блога.

Режимы резания при фрезеровании – как выполнить аналитический расчет?

От правильности выбора режимов резания при обработке металлических изделий на фрезерных станках зависит качество производимых работ. По этой причине аналитический расчет таких режимов должен осуществляться максимально грамотно и качественно.

1 Оптимальный режим резания – что под ним понимают?

При фрезеровании обработка деталей по своей сути намного сложнее, чем при точении. Связано это с тем, что любой зуб фрезерного инструмента при каждом обороте фрезы сначала входит, а затем выходит из контакта с обрабатываемым изделием. Причем процесс его входа в контакт сопровождается ударом достаточно ощутимой силы. Кроме того, с детали при фрезеровании снимается прерывистая стружка, толщина которой не является постоянной (при точении сечение стружки всегда имеет один и тот же показатель).

По указанным причинам оператору необходимо очень ответственно выполнять расчет режимов резания, чтобы добиться максимальной производительности фрезерного агрегата на самых выгодных условиях его функционирования с учетом мощности оборудования.

Под такими условиями понимают режимы резания, обеспечивающие оптимальное сочетание подачи при фрезеровании, скорости и силы процесса, глубины срезаемого металлического слоя с целью получения заданной чистоты и точности обработки при минимальных затратах на нее.

На любом металлообрабатывающем предприятии имеются стандартные нормативы, в которых даются четкие рекомендации, облегчающие выбор варианта резки различных заготовок. С их помощью можно разрабатывать операционные карты и непосредственно технологический процесс, в который включаются все элементы фрезерования. Но многие параметры, указанные в таких нормативах, не подходят для случаев, когда используется новое оборудование и современный режущий инструмент. В подобных ситуациях оператору приходится самостоятельно производить расчет режимов обработки. Далее мы опишем их основные элементы.

2 Материал и геометрия рабочего инструмента

Материал, из которого сделана фреза, напрямую влияет на возможности и качество режущих операций. Наиболее эффективным инструментом признаются фрезы из быстрорежущей стали и резцы с пластинками из твердых сплавов. Их используют в настоящее время для большинства фрезерных операций, но при условии, что технический потенциал станков (показатель мощности их двигателя, скорость вращения шпинделя и так далее) позволяет работать с такими приспособлениями.

Читайте также:  Не срабатывает с брелка центральный замок не закрывает двери водительскую и другие

Некоторые агрегаты старых моделей просто-напросто не могут применять твердосплавный и быстрорежущий инструмент. Тогда на них работают обычными концевыми и иными фрезами. Если же изделие после фрезерования должно иметь высокую точность и чистоту поверхности, и при этом скорость выполнения процедуры не имеет большого значения, лучше использовать приспособления из обычных легированных и углеродистых сталей.

Геометрия режущей части инструмента также влияет на выбор конкретного режима обработки детали. Форму и размеры, которые имеет зуб фрезы, задние и передние ее углы, параметры переходной кромки и углов подбирают из специальных таблиц. В них даются сведения о том, какие размеры обязан иметь зуб и все указанные углы при работе с заготовками, сделанными из различных материалов (легированные, жаропрочные, углеродистые стали, сплавы на основе меди, чугун). При использовании быстрорежущего инструмента все нужные параметры берутся из другой таблицы.

Современные комбинаты по производству фрез в большинстве случаев поставляют их с четко обозначенными геометрическими размерами, которые оговорены в соответствующих Госстандартах. Каким-либо образом изменить геометрию такого инструмента фрезеровщик не может, поэтому ему требуется правильно сделать выбор нужного ему приспособления (например, торцевой фрезы) из набора имеющихся рабочих приспособлений. Особых проблем при этом у опытного специалиста не возникает, так как он может воспользоваться таблицами с рекомендованными геометрическими величинами фрезерного инструмента.

3 Глубина и ширина фрезерной обработки

Для рационального фрезерования любых изделий указанные параметры имеют огромное значение. Глубина (иными словами – толщина срезаемого слоя) представляет собой дистанцию между обработанной и обрабатываемой поверхностями. Величина срезаемого слоя обычно подбирается максимально большой, всегда стараются делать всего один проход инструмента с целью получения заданного результата фрезерования.

Если же поверхность готовой детали должна иметь повышенную чистоту и точность, следует осуществлять операцию в два прохода – черновой, а затем чистовой. Иногда величина срезаемого слоя высока и даже два прохода не позволяют качественно выполнить операцию. В данном случае требуемая глубина достигается посредством выполнения двух черновых проходов.

Кроме того, нужной толщины срезаемого слоя не всегда удается добиться за один проход на старых фрезерных агрегатах. Их силы (мощности электрооборудования) просто-напросто не хватает. В подобных ситуациях также рекомендуется делать две черновые процедуры. Под шириной фрезерования понимают ширину обрабатываемого изделия. Если на станке фрезеруется сразу несколько деталей, которые крепятся в зажимном механизме параллельно друг другу, учитывается их общая ширина.

Величину заготовок оператор узнает из рабочего чертежа, прилагаемого к каждому изделию, которое ему нужно обработать. Ширина и глубина, как элементы фрезерования, определяются достаточно легко даже неопытными рабочими. Но здесь стоит помнить, что показатель срезаемого слоя при работе с отливками и поковками из стали и чугуна, на поверхности которых имеются загрязнения, литейная корка или окалина, берется больше величины загрязненного слоя.

Если не прислушиваться к этому совету, зуб инструмента будет скользить по загрязненной поверхности и оставлять на ней дефекты в виде черновин. Необходимый показатель срезаемого слоя будет достигнут и в этом случае, но режущая кромка фрезы быстро придет в негодность. Да и затраты силы (мощности) оборудования потребуются значительные.

Стандартные рекомендации по величине срезаемого слоя:

  • 0,5–1 мм – чистовая обработка;
  • 5–7 мм – черновая обработка по чугунному и стальному литью;
  • 3–5 мм – черновое фрезерование деталей из сталей разных марок.

Соблюдение данных показателей срезаемого слоя обычно гарантирует высокое качество обработки заготовок на станках любой мощности.

4 Выбор диаметра инструмента

Показатель срезаемого слоя, а также ширина обработки обуславливают выбор диаметра рабочего приспособления. Подбор сечения фрезы для резания производится по трем таблицам для разных видов инструмента:

  • дискового;
  • торцового;
  • цилиндрического.

Производительность фрезерной обработки зависит от грамотного подбора сечения фрезы, так как диаметр инструмента влияет на величину среза. Она будет при идентичной глубине фрезерования и подаче приспособления тем меньше, чем большее сечение имеет фреза. Производя расчет режимов обработки, это всегда нужно принимать во внимание.

Отметим, что оператору станка проще работать со срезами большой толщины (чем меньше глубина резания, тем выше удельное давление, а значит, необходимо затрачивать больше силы для обработки). По этой причине при любой возможности он должен подбирать фрезу с минимальным диаметром. Сечение рабочего инструмента также влияет на расстояние, которое преодолевает фреза при одном проходе. Данный показатель называют величиной пути. Формула для его расчета учитывает величины перебега и врезания инструмента, а также непосредственно длину обрабатываемой детали.

Показатель перебега чаще всего равняется 2–5 миллиметрам. С целью снижения холостого хода фрезерного агрегата (по сути – для уменьшения величины перебега) нужно брать фрезы малого сечения. Расчет показателя врезания осуществляется по формуле, учитывающей глубину обработки детали на конкретном станке определенной мощности. Для большинства фрез любых типов готовые значения пути врезания даются в таблицах. Найти в них эти элементы несложно.

Еще одной величиной, на которую влияет сечение инструмента, является крутящий момент определенной силы. Шпинделю агрегата следует сообщать меньший момент при малом диаметре фрезы, увеличивая его при повышении сечения приспособления для резания.

Читайте также:  ТОП-15 лучших машин для путешествий и дальних поездок рейтинг, характеристики, обзоры, цены

Учитывая все сказанное, может показаться, что целесообразнее всего производить выбор фрезы с малым сечением. Но это не так. Проблема заключается в следующем: со снижением диаметра инструмента для него необходимо подбирать оправку с малой жесткостью (так как фреза будет тонкой). А это ведет к потребности снижать величину срезаемой стружки с детали, то есть к необходимости уменьшать силы давления на оправку. Эффективность режима фрезерования при этом, как вы сами понимаете, снижается.

5 Расчет подачи фрезы и его особенности

При чистовом фрезеровании подача зависит от того, какой чистотой должна будет характеризоваться обработанная поверхность изделия, при черновом – от следующих факторов:

  • показатель жесткости схемы «деталь/фреза/станок»;
  • материал, из которого изготовлена деталь;
  • углы заточки рабочего инструмента;
  • величина мощности (силы) привода фрезерного агрегата;
  • материал инструмента для резания.

Главным первоначальным показателем, по которому выполняется выбор подачи для черновой обработки, считается величина S(зуб). Она зависит от варианта монтажа (по отношению к детали, подвергаемой обработке) режущего инструмента, который определяет:

  • толщину стружки;
  • параметр угла, под которым зуб начинает взаимодействовать с заготовкой;
  • величину угла, при которой зуб фрезы выходит из детали после ее обработки.

Показатель S(зуб), как и иные элементы фрезерной обработки металлических заготовок, важен для правильного расчета режимов резания. Вручную его никто не высчитывает. Обычно пользуются стандартными таблицами, составленными для разных видов рабочего инструмента.

Выбор подачи при чистовой обработке также производится по табличным данным. Здесь есть один нюанс. На каждый зуб инструмента при чистовой обработке приходится очень малая величина подачи. Поэтому в таблицах даются значения на полный оборот инструмента, а не на один его зуб.

6 Как выполнить расчет скорости резания?

Скорость фрезерования определяется по специальным нормативам, включающим в себя множество карт для разных типов фрез и обрабатываемых материалов (для стали, алюминия и пр.). В таких картах учитываются мощности станков и другие их технические показатели. Выбрать нужную скорость обработки за счет этого достаточно просто.

Обратите внимание – стандартные таблицы для установления скорости содержат информацию для условий фрезерования одним инструментом при определенном уровне стойкости фрезы. Если стойкость инструмента отличается от табличного стандартного показателя, расчет скорости осуществляют с учетом поправочных коэффициентов. Последние созданы на основании следующих данных:

  • для торцового инструмента – ширина обработки;
  • свойства (механические) фрезеруемой заготовки;
  • величина основного угла фрезы в плане;
  • отсутствие либо наличие на детали окалины.

В описываемых нормативах для определения скорости указываются такие элементы – минутная подача и количество оборотов. Кинематика, показатели силы и технических возможностей шпинделя конкретного оборудования для фрезерования нередко отличаются от табличных данных. В подобных ситуациях рабочий на свое усмотрение подбирает рациональную скорость функционирования станка. При этом он обязан сделать выбор таким образом, чтобы фреза не затуплялась преждевременно.

Отдельно отметим, что при фрезеровании заготовок из алюминия рекомендуется назначать высокоскоростные режимы их обработки. Они обеспечивают при малых затратах силы электрооборудования большую глубину резания. Если же работать с деталями из алюминия на медленных скоростях, увеличивается риск выхода фрез из строя, ввиду того, что получающаяся мягкая стружка полностью забивает канавки инструмента.

Таблица режимов резания при фрезеровании на станках с ЧПУ

Режимы резания при фрезеровке на станках с ЧПУ — значения, при которых станочное оборудование будет исправно работать. В статье можно найти подборку необходимых таблиц.

Станки с ЧПУ – приборы, оснащенные системой числового программного управления. Оборудование этого типа позволяет осуществлять точную обработку заготовок автоматизированным или полуавтоматизированным способом.

Для выполнения различных работ предусмотрены режимы резания при фрезеровании на станках с ЧПУ. Таблица значений помогает понять, как правильно настроить рабочее устройство, чтобы оно не вышло из строя в ходе выполнения задачи.

Факторы, влияющие на работу станка

Выбор подходящих режимов зависит от целого ряда факторов. Для ЧПУ станка фрезерного типа самыми важными факторами являются:

  • скорость подачи и вращения шпинделя – допустимая норма рассчитывается в зависимости от возможностей режущего станка, типа обрабатываемого материала, а также сложности детали;
  • ширина фрезерования – этот показатель настраивается на основе размеров обрабатываемой детали (точные данные можно найти в чертеже);
  • глубина фрезерования – зависит от количества проходов фрезы (при простой фрезеровке на станке обычно достаточно одного прохода);
  • скорость резания – показатель высчитывается на основе расстояния, которое проходит фреза по дереву или другому материалу в течение одной минуты (скорость также выставляется в зависимости от технических параметров заготовки);
  • подача – показатель перемещения шпинделя по трем осям;
  • подача в одну минуту – рассчитывается для определения времени, которое потребуется шпинделю на выполнение поставленной задачи.

Для настройки режимов и получения нужной информации рекомендуется пользоваться инструкцией к станку, а также допустимыми значениями и характеристиками обрабатываемых материалов в таблицах.

Способы повышения эффективности работы станка

Если планируется обработка пластика на фрезерном станке, рекомендуется использовать заготовки, полученные методом литья. Температура плавления таких деталей более высокая, благодаря чему риск получения повреждений при обработке сводится к минимуму. Наиболее оптимальный среди режимов для литых пластиковых заготовок – встречное фрезерование.

Читайте также:  Радиус поворота фуры длиной 20 м схема, разворот еврофуры в метрах и на 90 градусов

При работе с акрилом или алюминием следует применять смазочно-охлаждающие жидкости. Наиболее приемлемый вариант – универсальная техническая смазка. Если она отсутствует, охладить инструмент можно при помощи обычной воды. Аналогичные требования к полистиролу.

Если в процессе обработки акриловой детали затупилась фреза, необходимо снизить обороты. Снижение необходимо выполнять до возникновения колкой стружки. Чем ниже обороты, тем больше нагрузки получает режущий механизм. Поэтому описанная задача должна выполняться осторожно – в противном случае появляется риск поломки фрезерного станка. Это необходимо учесть тем, кто ранее резал неправильно.

Выполняя сверление или резку заготовок из пластика и мягкого металла, рекомендуется использовать фрезу однозаходного типа. Благодаря этому условию зона резанья не нагревается, и на нее не попадает стружка. В особенности это условие актуально при резке фанеры. Фанера может легко загореться от высокой температуры.

Многие люди режут материал поэтапно. Но наиболее подходящими режимами изготовления детали являются непрерывные виды обработки. Она обеспечивает стабильную нагрузку на рабочий станок, и сводит к минимуму риск возникновения дефектов на дереве или другом материале.

Чтобы показатель шероховатости поверхности не превышал норму, размер шага фрезы не должен быть больше ее диаметра. Для качественной фрезерной обработки необходимо минимум два прохода, одним из которых будет чистовой.

Если обрабатываются мелкие элементы, необходимо пользоваться уменьшенной скоростью. Если ее не снизить, в процессе обработки некоторые элементы детали могут отколоться, образовав дефект.

Важно! Скорость регулирует программное обеспечение станка.

Таблица: скорость резания материалов

Материал Скорость (метров в минуту)
Алюминий от 200 до 400
Латунь от 150 до 300
Бронза от 100 до 150
Бакелит от 50 до 100
ПВХ от 100 до 200
Термопласты от 300 до 500
Различные сорта дерева от 300 до 500
Нержавеющая сталь от 50 до 90

В таблицу внесены общие значения для большинства станочных приборов, но они могут выходить за указанные рамки в зависимости от модификации фрезерных станков и особенностей материала. Например, для фанеры характерен более низкий показатель жесткости, чем имеет древесина, поэтому стандартные значения скорости не подойдут.

Погружение и кромка реза

Фрезеровка должна выполняться буровым способом, схожим с осуществлением сверления. Если торец не задевает обрабатываемый материал, необходимо выполнить перенастройку. Из-за отличий между кантами прохода, качество обработки сторон отличается. Рекомендуется:

  • выполнять фрезеровку внутренних контуров по часовой стрелке;
  • осуществлять фрезеровку внешних контуров против часовой стрелки.

Благодаря фрезерованию по этой системе менее качественная сторона будет срезаться.

Важно! Чем глубже погружение, тем выше вероятность поломки. При высокой скорости фреза должна погружаться на минимальную глубину, а резание выполняться в несколько проходов.

Вывод стружки

Для поддержания фрезы в работоспособном состоянии необходимо периодически делать вывод стружки. Сложность выполнения этой задачи зависит от скорости и глубины фрезерования.

Глубина фрезеровки древесины или другого материала не должна превышать три диаметра фрезы. Если нужно пройти пазы с большей глубиной, режем в несколько проходов. Если фрезеруются пластиковые заготовки, следует использовать фрезы, имеющие отполированные канавки.

Нагрев и смазывание

При повышении температуры и налипании стружки фреза утрачивает свои эксплуатационные характеристики, и работает хуже. Чтобы избежать поломки, нанесения вреда древесине или другим материалами, рекомендуется смазывать рабочие механизмы.

Необходимы к использованию:

  • спирт и специальные эмульсии – при резке или сверлении алюминия и цветных металлов;
  • мыльная вода – при обработке деталей, в составе которых имеется плексиглас.

При этом необходимо контролировать подачу и ее скорость. Определение оптимальных значений осуществляется в зависимости от материала и его толщины. Для настройки нужного показателя следует пользоваться значениями из таблицы.

Таблицы: скорость подачи

Материал Скорость для 3-миллиметрового торцевого инструмента (в миллиметрах в минуту) Скорость для 6-миллиметрового торцевого инструмента (в миллиметрах в минуту)
Мягкие сорта дерева от 1 до 1,5 тысячи от 2 до 3 тысяч
Твердое дерево от 0,5 до 1 тысяч от 1,5 до 2,5 тысячи
Двухслойный пластик 2 тысячи отсутствует
Акрил и разные виды полистирола от 0,8 до 1 тысячи от 1 до 1,3 тысячи
ПВХ от 1,5 до 2 тысяч от 1,5 до 2 тысяч
Алюминиевые сплавы от 0,5 до 0,8 тысячи от 0,8 до 1 тысячи

Значения в таблице указывают минимальный и максимальный показатели, на которых фрезерные станки могут исправно резать без риска возникновения сбоев.

Выбор фрезы

Настройка нужных режимов во многом зависит от характеристик используемой режущей фрезы. Наиболее подходящий вариант – цельно твёрдосплавная фреза большого диаметра. Она имеет высокую стоимость, но обладает целым рядом преимуществ:

  • высокий показатель точности;
  • качественный отвод тепла;
  • высокая скорость резания и подачи.

Для конкретной модели станка необходимо использовать фрезы, изготовленные производителем. Менее дорогостоящие ручные варианты могут лишь нанести вред станочному прибору.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector