Подробное руководство по глубине резания при обработке на станках с ЧПУ

Глубина резания

В основе каждого процесса обработки на станках с ЧПУ лежит фундаментальное понятие — глубина резания (ГР). Это глубина, на которую режущий инструмент погружается в заготовку, и обычно имеет осевой и радиальный размеры. 

Радиальная глубина резания (RDOC) измеряется от поверхности заготовки по направлению к осевой линии, а осевая глубина резания (ADOC) измеряется вдоль осевой линии. 

Независимо от типа обработки, правильная глубина обработки имеет решающее значение. Она влияет не только на качество продукции, но и на долговечность режущего инструмента и другие аспекты процесса. Вот почему ваш производитель деталей на заказ всегда стремится оптимизировать глубину резания для каждого процесса обработки. 

В данной статье рассматривается значение глубины резания, определение глубины резания в различных процессах обработки и взаимодействие глубины резания с другими процессами обработки, а также другие вопросы. 

Как описать глубину пореза?

Глубина резания определяется глубиной, на которую режущий инструмент погружается за каждый проход в процессе обработки. Это важный параметр, влияющий на качество поверхности, скорость обработки и продолжительность технологического цикла. 

В процессе обработки режущий инструмент обычно перемещается в радиальном и осевом направлениях. Эти два направления определяют два типа глубины резания: радиальную глубину резания (RDOC) и осевую глубину резания (ADOC). 

Радиальная глубина резания (RDOC) 

Это глубина, на которую инструмент врезается в заготовку. Эта глубина резания имеет решающее значение при фрезерной обработке. 

Радиальная глубина резания

Осевая глубина резания (ADOC)

Это расстояние, на которое перемещается инструмент вдоль осевой линии заготовки. Его также называют глубиной резания или шагом по глубине. 

Осевая глубина резания

Каково значение глубины резания при обработке на станках с ЧПУ?

Определив значение глубины резания, важно теперь оценить её значение в обработке на станках с ЧПУ. Как уже упоминалось, глубина резания влияет на различные аспекты обработки, включая точность, скорость, качество поверхности и даже общую стоимость обработки на станках с ЧПУ. 

Итак, DOC — это не просто технический жаргон для машинистов. Он важен в нескольких аспектах, как вы можете обнаружить по мере изучения. все о ЧПУ обработке. 

Вот некоторые из них:

Выделение тепла в инструменте

Различные исследования показали, что глубина резания вносит наибольший вклад в тепловыделение и износ режущей кромки инструмента, даже больше, чем скорость подачи и скорость вращения шпинделя. Это тепловыделение воздействует как на режущий инструмент, так и на заготовку. 

Выделение тепла на режущем инструменте

Оптимизация глубины резания — эффективная стратегия повышения срока службы инструмента. Хотя глубокое резание позволяет сократить общее время обработки, большая глубина резания имеет свои недостатки, такие как выделение тепла, поломка инструмента и высокие силы резания. 

Вы можете задаться вопросом: что такое глубокая резка? Обычно это резка, глубина которой значительно больше размера инструмента и толщины материала. 

Прочность обработанного продукта

Глубина резания может влиять на прочность детали, обработанной на станке с ЧПУ. Недостаточная оптимизация процесса может привести к ослаблению детали. Слишком глубокие резы могут создавать нежелательные напряжения в детали, снижая её надёжность. 

Отделка поверхности изделия

Исследования и реальные случаи Точная обработка с ЧПУ Доказано, что увеличение глубины резания и подачи напрямую влияет на шероховатость поверхности. Поэтому важно контролировать эти параметры для достижения наилучшего качества поверхности. 

Шероховатость поверхности в зависимости от глубины резания и скорости подачи

Износ режущего инструмента

Каждый механик стремится максимально продлить срок службы режущего инструмента. Однако неправильный выбор или расчёт глубины резания может негативно сказаться на этом. Более глубокие резы приводят к повышенному трению режущего инструмента, что приводит к его более быстрому износу. Кроме того, такие резы повышают риск поломки инструмента. 

Сломанный режущий инструмент

Как рассчитать глубину реза

Поскольку глубина резания критически важна, умение её рассчитать является залогом качественной обработки на станках с ЧПУ. Существует стандартный метод определения этого параметра, и каждая операция обработки имеет свои требования. Ключевыми операциями, учитываемыми при расчёте глубины резания, являются точение и фрезерование на станках с ЧПУ. 

Помимо операции обработки, при расчете глубины резания следует учитывать и другие факторы:

• Возможности станков с ЧПУ 
• Материал заготовки
• Желаемая поверхность
• Характер режущего инструмента 

Глубина резания при токарной обработке с ЧПУ

Глубина резания при токарной обработке с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ характеризуется вращением заготовки при неподвижном режущем инструменте. Глубина резания при этой операции обычно соответствует радиальному врезанию режущего инструмента в заготовку. 

Стандартная формула для DOC имеет вид:

DOC = (Начальный диаметр – Конечный диаметр)/2

Вот пример расчета резки:

Стальной вал обработан на станке с ЧПУ диаметром 65 мм до 60 мм. Глубина резания за проход составляет:

DOC=(65.0−60.0)/2=2.5 мм

Глубина резания при фрезеровании с ЧПУ 

При фрезеровании с ЧПУ инструмент обычно вращается над материалом и снимает его вертикально. Поэтому глубина резания измеряется по вертикали. Также учитывается горизонтальное перемещение инструмента, поскольку он выдвигается за пределы обрабатываемой поверхности. 

Глубина резания при фрезеровании с ЧПУ

Как и в случае токарной обработки с ЧПУ, для фрезерования с ЧПУ существует стандартная формула для расчёта глубины резания (DOC). Она выглядит следующим образом:

DOC = Общая глубина реза – Глубина предыдущего прохода 

Да, это просто, но есть некоторые рекомендации, касающиеся диаметра инструмента, которые делают результат еще более предсказуемым. 

Вот основные принципы этого процесса:

1. Для режущего инструмента диаметром более 20 мм используйте DOC как 4* диаметр инструмента.
2. Для режущего инструмента диаметром менее 20 мм используйте DOC как 10 * диаметр инструмента.

Обратите внимание: важно всегда подтверждать, являются ли силы, возникающие при этих значениях, безопасными для операции фрезерования с ЧПУ. 

Какова глубина сверления сверла?

При сверлении радиальная глубина не имеет особого значения. Сверло полностью проникает в заготовку. 

Какова глубина резания концевой фрезы?

Концевое фрезерование с ЧПУ

Для концевой фрезы существует таблица, позволяющая определить глубину резания в зависимости от размера режущего инструмента. Таблица представлена ниже:

Какова глубина резания при черновой и чистовой обработке?

Обработка поверхности

При черновой и чистовой обработке, в частности при точении, допустимая радиальная глубина резания относительно невелика. Однако осевая глубина резания может варьироваться, поскольку она во многом зависит от геометрии инструмента и возможностей станка с ЧПУ. 

По сравнению с чистовыми проходами черновые проходы обычно имеют больший ADOC. 

Настройка глубины резания при обработке на станках с ЧПУ

Рекомендации, приведённые выше, и другие рекомендации для остальных процессов можно реализовать, выполнив ряд шагов. Вот простой процесс создания документа о соответствии (DOC) для любого документа. Процесс обработки с ЧПУ. 

1. Таблицы параметров резки см. в руководстве производителя инструмента.
2. Определить характер обработки, например, чистовая или черновая. 
3. Рассчитайте потенциальный DOC с помощью программного обеспечения или ручных формул
4. При обработке на новом станке или новом материале начинайте резку медленно/с меньшей глубины. Следите за качеством поверхности, износом инструмента и вибрацией, постепенно увеличивая глубину. 
5. Не забудьте провести пробный прогон или симуляцию перед реальной обработкой, чтобы убедиться, что инструмент надежно держится и не сломается мгновенно. 

Настройка глубины резания для улучшения результатов ЧПУ

Даже при тщательном планировании обработки на станках с ЧПУ выбор идеальной настройки глубины резания может оказаться непростой задачей. Малейшие ошибки или упущения в настройке могут привести к вибрации режущего инструмента, ухудшению качества поверхности и быстрому износу инструмента.

Умение рассчитывать и настраивать глубину резания подготавливает почву для стратегического применения этих знаний в процессе обработки на станках с ЧПУ. Оптимизация глубины резания напрямую влияет на точность, скорость и износ инструмента. 

Точность и скорость обработки

Гарантировать качественную обработку на станках с ЧПУ можно, найдя баланс между скоростью и точностью. Если скорость резания необходимо увеличить, это следует делать так, чтобы это не влияло на точность обработки. 

Износ и срок службы режущего инструмента

Этот баланс, связанный со скоростью, может повлиять на состояние инструмента. Слишком высокая скорость без пропорциональной регулировки может привести к чрезмерному усилию на инструменте. Это может привести к ускоренному износу инструмента или даже его поломке, что также может представлять опасность для станка с ЧПУ и оператора. 

Соображения относительно станков с ЧПУ и материалов обрабатываемых деталейl 

Возможности станка с ЧПУ и тип материала заготовки влияют на допустимую глубину реза. Более стабильные и мощные станки с ЧПУ способны обрабатывать более глубокие резательные элементы. 

Свойства материала также определяют оптимальную глубину реза. Для алюминия и других мягких материалов приемлема глубина реза 1–2 мм. Для более твёрдых материалов, таких как титан и сталь, глубина реза меньше. Обычно она составляет от 0.5 до 1.0 мм. 

Разница между глубиной резания и толщиной стружки 

Существует распространённое заблуждение, что глубина резания и толщина стружки — это одно и то же. Это далеко от истины. диаграмма ниже показано, насколько различны эти концепции. 

Глубина резания в зависимости от толщины стружки

Как видно из диаграммы, размер и ориентация этих двух структур различны. Толщина стружки всегда больше толщины DOC из-за угла сдвига ϕ, определяемого плоскостью сдвига. 

Влияние глубины резания на другие факторы обработки 

Глубина резания имеет важное и далеко идущее значение при обработке на станках с ЧПУ, поэтому ожидается, что она повлияет на другие Обработка с ЧПУ Факторы. Параметры обработки на станках с ЧПУ, геометрия режущего инструмента (передний угол) и наличие охлаждающей жидкости — вот лишь некоторые из факторов обработки, которые коррелируют с глубиной резания.

Параметры обработки на станках с ЧПУ – Скорость резания

скорость резания и скорость подачи являются важными факторами, влияющими на срок службы инструмента. Однако глубина резания также играет в этом отношении важную роль. Важно найти баланс между скоростью резания и глубиной резания не только для достижения оптимальных результатов обработки, но и для увеличения срока службы инструмента. 

Геометрия режущего инструмента – передний угол 

При обработке на станках с ЧПУ геометрия инструмента, включая передний угол и скорость резания, должна быть оптимизирована с учётом различной теплопроводности материалов. Это позволяет предотвратить перегрев режущей кромки инструмента и образование липкой стружки. 

Передний угол

Охлаждающая жидкость 

Интересна взаимосвязь между глубиной реза и необходимым количеством охлаждающей жидкости. Большинство считает, что количество охлаждающей жидкости должно увеличиваться по мере увеличения глубины реза. Однако это не так. 

Большая глубина обработки приводит к более сильному закручиванию стружки из-за увеличения её кривизны. Увеличение подачи СОЖ усиливает эту кривизну. В результате уменьшается площадь контакта стружки с режущим инструментом, что приводит к большей концентрации тепла на инструменте. Это приводит к более быстрому износу инструмента. 

Заключение

Глубина резания при обработке — критически важный параметр, влияющий на производительность станка с ЧПУ, качество поверхности, износ инструмента и многие другие факторы. При правильном анализе и выборе глубина резания оптимизирует результаты обработки и общее качество детали. 

В Boda за всеми операциями с ЧПУ стоит опытная команда. Они гарантируют, что каждый процесс оптимизирует глубину резания в соответствии с требованиями заказчика и отраслевыми стандартами. Благодаря этому мы можем постоянно удовлетворять потребности клиентов и оставаться конкурентоспособными. 

Независимо от того, нужны ли вам качественные детали, обработанные на станках с ЧПУ, минимальная продолжительность цикла и стабильные результаты, вы всегда можете положиться на наши услуги по обработке на станках с ЧПУ. 

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше!