Скорость резания показывает, как быстро режущая кромка проходит через материал. Но на станке можно задать только частоту вращения и подачу. Здесь вы увидите, как от скорости резания перейти к частоте вращения, от подачи на зуб — к минутной подаче стола и в итоге — ко времени, которое занимает резание.
Частота вращения из скорости резания
За один оборот точка на окружности проходит путь π · d. Умноженный на частоту вращения, он даёт скорость резания. Поскольку vc задаётся в м/мин, а d — в мм, в формуле стоит множитель 1000:
- n частота вращения в мин⁻¹
- vc скорость резания в м/мин
- d диаметр в мм (при точении — диаметр заготовки, при фрезеровании и сверлении — диаметр инструмента)
Минутная подача
При точении и сверлении вы задаёте подачу f на оборот. При фрезеровании работу делят несколько режущих кромок, поэтому расчёт ведётся с подачей на зуб:
- vf минутная подача в мм/мин
- f подача на оборот в мм
- fz подача на зуб в мм, z число режущих кромок
Основное время
Время, в течение которого действительно снимается стружка, определяется по пути и минутной подаче. К пути относятся также врезание и перебег, при фрезеровании обычно ещё и диаметр фрезы.
- th основное время в мин
- L путь подачи в мм, i число проходов
Пример: точение
Вал из S235 Ø 60 мм обрабатывают начерно твердосплавной пластиной на длине 80 мм. Выбраны vc = 180 м/мин и f = 0,25 мм.
n = 180 · 1000π · 60 ≈ 955 мин⁻¹
vf = 0,25 мм · 955 мин⁻¹ ≈ 239 мм/мин
th = 80 мм · 1239 мм/мин ≈ 0,33 мин ≈ 20 с
Если у станка фиксированные ступени частоты вращения, берите ближайшую меньшую ступень. Тогда скорость резания останется ниже выбранного значения, и это бережёт режущую кромку.
Пример: фрезерование
Паз фрезеруют концевой фрезой из цельного твёрдого сплава с 4 режущими кромками (Ø 12 мм; vc = 160 м/мин; fz = 0,05 мм). Паз проходит насквозь по всей длине заготовки 100 мм, поэтому диаметр фрезы входит в путь подачи.
n = 160 · 1000π · 12 ≈ 4244 об/мин
vf = 0,05 мм · 4 · 4244 об/мин ≈ 849 мм/мин
th = (100 мм + 12 мм) · 1849 мм/мин ≈ 0,132 мин ≈ 8 с
Ориентировочные значения для начала
Скорость резания зависит от обрабатываемого материала, инструментального материала, охлаждения и станка. Приведённые ниже диапазоны — ориентировочные значения для твёрдого сплава. Начинайте с нижней границы и постепенно повышайте. Решающими всегда остаются данные производителя инструмента.
| Материал | Черновое точение vc | Чистовое точение vc | Концевая фреза vc | Концевая фреза fz |
|---|---|---|---|---|
| Конструкционная сталь, напр. S235 | 180–280 | 220–350 | 150–220 | 0,05–0,10 |
| Нержавеющая сталь, аустенитная | 120–190 | 150–230 | 70–120 | 0,03–0,06 |
| Деформируемый алюминиевый сплав | 400–800 | 500–1000 | 300–600 | 0,05–0,12 |
vc в м/мин, fz в мм.
Типичные ошибки
- Забыт множитель 1000: частота вращения получается в тысячу раз меньше.
- Радиус вместо диаметра: с радиусом частота вращения получается вдвое выше, и режущая кромка сразу изнашивается.
- При фрезеровании забыто число зубьев: если считать только fz · n, то у фрезы с четырьмя зубьями подача составит лишь четверть нужной, и кромки будут тереть, а не резать.
- Перепутаны f и fz: при фрезеровании подача на оборот в z раз больше подачи на зуб.
- При подрезке торца взят не тот диаметр: при постоянной частоте вращения считайте по наибольшему диаметру, иначе снаружи скорость резания будет слишком высокой.
- Путь без врезания и перебега: основное время оказывается заниженным.
Частые вопросы
Почему не считают сразу по частоте вращения?
Потому что режущая кромка «чувствует» скорость резания, а не частоту вращения. Большому диаметру для той же скорости резания нужна гораздо меньшая частота вращения, чем малому. Поэтому ориентировочные значения всегда даются для vc.
Можно ли считать в обратную сторону?
Да. Преобразовав формулу, можно, например, по имеющейся частоте вращения найти фактическую скорость резания. В Gesello вы просто вводите известные значения, а недостающие рассчитываются автоматически.