În timpul programării CNC, programatorul trebuie să determine parametrii de tăiere pentru fiecare operație și să îi încorporeze în program sub formă de instrucțiuni. Acești parametri de tăiere includ, printre altele, viteza de tăiere, adâncimea de tăiere și viteza de avans. Diferite metode de prelucrare necesită selectarea parametrilor de tăiere specifici, adaptați fiecărui proces.
1. Principii pentru selectarea parametrilor de tăiere
În timpul prelucrării brute, obiectivul principal este, în general, maximizarea productivității; cu toate acestea, trebuie luate în considerare și eficiența economică și costurile de prelucrare. Pentru prelucrarea semi-finisată și de finisare, accentul se mută către echilibrarea eficienței tăierii, viabilitatea economică și costurile de prelucrare, asigurând simultan calitatea de prelucrare necesară. Valorile numerice specifice pentru acești parametri ar trebui determinate pe baza specificațiilor tehnice ale mașinii-unelte și a manualelor parametrilor de tăiere, completate de experiență practică.
Din perspectiva durabilității și durabilității sculei, secvența recomandată pentru selectarea parametrilor de așchiere este următoarea: mai întâi determinați adâncimea de tăiere, urmată de viteza de avans și, în final, viteza de tăiere.
2. Determinarea adâncimii de tăiere
Adâncimea de tăiere este determinată de rigiditatea mașinii-unelte, a piesei de prelucrat și a sculei de tăiere. Cu condiția ca rigiditatea sistemului să o permită, în mod ideal, adâncimea de tăiere ar trebui să fie egală cu alocația totală de prelucrare (înlăturare) a piesei de prelucrat; această abordare minimizează numărul de treceri necesare, sporind astfel eficiența producției.
Principii pentru determinarea adâncimii de tăiere:
(1) Când rugozitatea de suprafață necesară a piesei de prelucrat se încadrează în intervalul Ra 12,5 μm până la 25 μm, iar permisiunea de prelucrare este mai mică de 5 mm până la 6 mm, procesul de prelucrare brută poate fi finalizat de obicei într-o singură trecere pentru a îndeplini specificațiile. Cu toate acestea, dacă alocația de prelucrare este substanțială, rigiditatea sistemului de proces este insuficientă sau mașina-uneltă nu are puterea adecvată, operațiunea poate fi împărțită în mai multe treceri.
(2) Când rugozitatea necesară a suprafeței se încadrează în intervalul Ra 3,2 μm până la 12,5 μm, procesul trebuie împărțit în două etape: prelucrare brută și prelucrare semi-finisată. Selectarea adâncimii de tăiere pentru etapa de prelucrare brută urmează principiile subliniate mai sus. După prelucrarea brută, pe suprafața piesei de prelucrat trebuie lăsat un spațiu rezidual de 0,5 mm până la 1,0 mm, pentru a fi ulterior îndepărtat în timpul etapei de prelucrare de semi-finisare.
(3) Când rugozitatea necesară a suprafeței se încadrează în intervalul Ra 0,8 μm până la 3,2 μm, procesul trebuie împărțit în trei etape: prelucrare brută, prelucrare semi-finisă și prelucrare finisare. Pentru etapa de prelucrare semi-finisată, adâncimea de tăiere trebuie setată între 1,5 mm și 2 mm. În timpul operațiunilor de finisare, adâncimea de tăiere trebuie setată între 0,3 mm și 0,5 mm.
3. Determinarea ratei de avans
Viteza de avans este selectată în primul rând pe baza preciziei de prelucrare necesare și a rugozității suprafeței piesei, precum și a materialelor sculei de tăiere și a piesei de prelucrat. Viteza maximă de avans este limitată de rigiditatea mașinii-unelte și de capacitățile de performanță ale sistemului de alimentare.
Principii pentru determinarea ratei de alimentare:
1) Când cerințele de calitate ale piesei de prelucrat pot fi garantate, poate fi selectată o rată de avans mai mare pentru a spori eficiența producției. În general, se alege o valoare în intervalul de la 100 la 200 m/min.
2) Când efectuați operațiuni de tăiere, prelucrați găuri adânci sau utilizați unelte din oțel cu viteză mare-, este recomandabil să selectați o viteză de avans mai mică; în mod tipic, este aleasă o valoare în intervalul de la 20 la 50 m/min.
3) Atunci când sunt impuse cerințe mari privind precizia de prelucrare și rugozitatea suprafeței, trebuie selectată o viteză de avans mai mică; în general, se alege o valoare în intervalul de la 20 la 50 m/min.
4) În timpul-mișcărilor sculei de tăiere-în special atunci când se întoarce la „punctul zero” pe o distanță lungă-, viteza maximă de avans configurată în sistemul CNC al mașinii-unelte poate fi selectată.
4. Determinarea vitezei axului
Viteza axului trebuie selectată pe baza vitezei de tăiere admisă și a diametrului piesei de prelucrat (sau a sculei de tăiere). Formula de calcul este următoarea:
n = 1000v / πD
v - Viteza de tăiere (în m/min), determinată de durabilitatea sculei de tăiere;
n - Viteza axului (în r/min);
D - Diametrul piesei de prelucrat sau al sculei de tăiere (în mm).
Viteza axului calculată *n* trebuie ajustată în cele din urmă pentru a se potrivi cu una dintre vitezele disponibile enumerate în specificațiile mașinii-unelte sau cu cea mai apropiată viteză disponibilă. Pe scurt, valorile specifice pentru parametrii de tăiere ar trebui determinate pe baza capacităților de performanță ale mașinii-unelte și a manualelor tehnice relevante, combinate cu experiența practică, folosind adesea o abordare analogică. În plus, viteza axului, adâncimea de tăiere și viteza de avans ar trebui armonizate pentru a asigura compatibilitatea reciprocă, stabilindu-se astfel setul optim de parametri de tăiere.
Formula de referință:
(I) Adâncimea de tăiere (ap): distanța perpendiculară dintre suprafața prelucrată a piesei de prelucrat și suprafața care urmează să fie prelucrată este definită ca adâncimea de tăiere. *adâncimea de tăiere* ($a_p$) este cantitatea de material îndepărtată, măsurată dintr-un punct de referință pe muchia de tăiere într-o direcție perpendiculară pe planul de lucru. Reprezintă adâncimea la care scula de strunjire pătrunde în piesa de prelucrat în timpul fiecărei treceri de avans; prin urmare, este denumită și *adâncimea de tăiere*. Pe baza acestei definiții, atunci când se efectuează strunjirea longitudinală pe o suprafață cilindrică exterioară, adâncimea de tăiere poate fi calculată folosind următoarea formulă:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
Unde: $a_p$ - adâncimea de tăiere (mm); $d_w$ - diametrul suprafeței piesei de prelucrat *înainte* prelucrării (mm);
$d_m$ - diametrul suprafeței piesei de prelucrat *după* prelucrare (mm).
**Exemplu 1:** Având în vedere o piesă de prelucrat cu un diametru inițial al suprafeței de $\\Phi 95$ mm, dacă este răsucită într-o singură trecere la un diametru de $\\Phi 90$ mm, calculați adâncimea de tăiere.
**Soluție:** $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
**(II) Rata de alimentare ($f$)**
Aceasta se referă la deplasarea relativă dintre unealta de tăiere și piesa de prelucrat-măsurată în direcția mișcării de avans-pentru fiecare rotație completă a piesei de prelucrat sau a sculei. În funcție de direcția de alimentare, acesta se clasifică în *avans longitudinal* și *avans transversal*. Avizarea longitudinală se referă la mișcarea de avans direcționată de-a lungul șinelor de ghidare ale patului de strung, în timp ce avansul transversal se referă la mișcarea de avans direcționată perpendicular pe șinele de ghidare ale patului de strung. (Notă: *Viteza de avans* ($v_f$) se referă la viteza instantanee a unui punct selectat de pe muchia de tăiere în raport cu piesa de prelucrat în timpul mișcării de avans.)
$v_f=f \\cdot n$
Unde: $v_f$ - viteza de avans (mm/s);
$n$ - viteza axului (r/s);
$f$ - rata de avans (mm/tur).
**(III) Viteza de tăiere ($v_c$)**
Aceasta se referă la viteza instantanee a unui punct selectat de pe muchia de tăiere în raport cu piesa de prelucrat în timpul *mișcării primare* (rotație). Formula de calcul este următoarea:
$v_c=(\\pi \\cdot d_w \\cdot n) / 1000$
Unde: $v_c$ - viteza de tăiere (m/min);
$d_w$ - diametrul suprafeței piesei de prelucrat *înainte* prelucrării (mm);
$n$ - viteza de rotație a piesei de prelucrat (r/min). La efectuarea calculelor, viteza maximă de tăiere trebuie utilizată ca punct de referință; de exemplu, în timpul operațiunilor de strunjire, calculele ar trebui să se bazeze pe diametrul suprafeței prelucrate, deoarece aici viteza este cea mai mare și uzura sculei are loc cel mai rapid. Exemplul 2: Întoarcerea diametrului exterior al unei piese de prelucrat cu un diametru de Φ60 mm. Viteza selectată a axului de strung este de 600 r/min. Calculați *v*c. Rezolvare: *v*c=(π * d*w * n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min. În producția efectivă, diametrul piesei de prelucrat este de obicei o cantitate cunoscută. Pe baza unor factori precum materialul piesei de prelucrat, materialul sculei și cerințele de prelucrare, este selectată o anumită viteză de tăiere; această viteză de tăiere este apoi convertită în viteza corespunzătoare a axului de strung pentru a facilita reglarea corectă a mașinii-unelte. Această conversie dă următoarea formulă: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w). Exemplul 3: Întoarcerea diametrului exterior al unui scripete de Φ260 mm pe un strung orizontal CA6140. Se selectează o viteză de tăiere (*v*c) de 90 m/min. Calculați *n*. Rezolvare: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/min. Odată ce viteza axului strungului a fost calculată, trebuie să selectați o valoare de pe plăcuța de identificare a mașinii care este cea mai apropiată de rezultatul calculat; în acest caz, n=100 r/min este selectat ca viteza reală de operare pentru strung. III. Rezumat: Parametrii de tăiere 1. Adâncimea de tăiere (*a*p) (mm): *a*p=(*d*w - *d*m) / 2 (mm) 2. Viteza de avans (*f*) (mm/toar) 3. Viteza de tăiere (*v*c) (m*v*c) (m/min): **50} π {{*}0}} π/min. (m/min); n=1000 * *v*c / (π * d) (r/min)
