En realitzar la programació CNC, el programador ha de determinar els paràmetres de tall per a cada operació i codificar-los al programa. Els paràmetres de tall inclouen la velocitat de tall, la profunditat de tall i la velocitat d'avanç. Els diferents mètodes de mecanitzat requereixen la selecció de diferents paràmetres de tall.
1. Principis per a la selecció dels paràmetres de tall
Per al mecanitzat en brut, l'objectiu principal és generalment augmentar la productivitat, tot i que també s'han de tenir en compte l'eficiència econòmica i els costos de mecanitzat. Per al mecanitzat de semi-acabat i acabat, s'han d'equilibrar l'eficiència del tall, l'eficiència econòmica i els costos de mecanitzat alhora que es garanteix la qualitat del mecanitzat. Els valors específics s'han de determinar a partir de manuals de màquina-eina i manuals de paràmetres de tall, combinats amb experiència pràctica.
Per optimitzar la vida útil de l'eina, la seqüència per seleccionar els paràmetres de tall és: primer determineu la profunditat de tall, després la velocitat d'avanç i, finalment, la velocitat de tall.
2. Determinació de la profunditat de tall
La profunditat de tall ve determinada per la rigidesa de la màquina-eina, la peça de treball i l'eina de tall. Sempre que la rigidesa ho permeti, idealment la profunditat de tall hauria de ser igual al marge de mecanitzat de la peça; això minimitza el nombre de passades i millora la productivitat.
Principis per determinar la profunditat de tall:
(1) Quan la rugositat de la superfície requerida és de Ra 12,5 μm-25 μm i el marge de mecanitzat és inferior a 5-6 mm, una única passada de desbast és suficient per complir els requisits. Tanmateix, si el marge és gran, la rigidesa del sistema de mecanitzat és deficient o la màquina-eina no té prou potència, el procés es pot dividir en múltiples passades.
(2) Quan la rugositat de la superfície requerida és de Ra 3,2 μm-12,5 μm, el procés es pot dividir en fases de mecanitzat desbast i semi-mecanitzat. La profunditat de tall per al mecanitzat en brut es selecciona tal com es descriu anteriorment. Es deixa un marge de 0,5 a 1,0 mm després del mecanitzat desbastat per eliminar-lo durant el mecanitzat semi-.
(3) Quan la rugositat de la superfície requerida és Ra 0,8 μm–3,2 μm, el procés es pot dividir en tres etapes: mecanitzat desbast, mecanitzat semi-acabat i mecanitzat d'acabat. La profunditat de tall per al mecanitzat semi-s'estableix entre 1,5 i 2 mm. Per a les operacions d'acabat, la profunditat de tall es fixa entre 0,3 mm i 0,5 mm.
3. Determinació de la velocitat d'alimentació
La velocitat d'alimentació es selecciona principalment en funció de la precisió de mecanitzat i la rugositat de la superfície requerides, així com dels materials de l'eina de tall i la peça. La velocitat màxima d'alimentació està limitada per la rigidesa de la màquina-eina i el rendiment del sistema d'alimentació.
Principis per determinar la velocitat d'alimentació:
1) Quan es poden garantir els requisits de qualitat de la peça, es pot seleccionar una velocitat d'alimentació més alta per millorar l'eficiència de la producció; aquest es tria generalment dins del rang de 100-200 m/min.
2) Quan realitzeu operacions de tall-, mecanitzat forats profunds o utilitzant eines d'acer d'alta-velocitat (HSS), és recomanable una velocitat d'alimentació més baixa; generalment es tria dins del rang de 20-50 m/min.
3) Quan es requereix una gran precisió de mecanitzat i un acabat superficial, s'ha de seleccionar una velocitat d'alimentació més baixa, generalment dins del rang de 20 a 50 m/min.
4) Durant els moviments de l'eina no-de tall (marcha ràpida), especialment quan es torna al punt de referència ("homing") a llarga distància, es pot seleccionar la velocitat d'alimentació màxima establerta pel sistema CNC de la màquina.
4. Determinació de la velocitat del cargol
La velocitat de l'eix s'ha de seleccionar en funció de la velocitat de tall permesa i el diàmetre de la peça (o eina). La fórmula de càlcul és:
n = 1000v / πD
v - Velocitat de tall (m/min), determinada per la durabilitat de l'eina;
n - Velocitat del cargol (r/min);
D - Diàmetre de la peça o diàmetre de l'eina (mm).
La velocitat de l'eix calculada (n) s'ha d'ajustar finalment perquè coincideixi amb una configuració de velocitat disponible a la màquina-eina (o el valor disponible més proper) tal com s'especifica al manual de la màquina. En resum, els valors específics dels paràmetres de tall s'han de determinar mitjançant un enfocament analògic basat en el rendiment de la màquina-eina, els manuals rellevants i l'experiència pràctica. Al mateix temps, la velocitat de l'eix, la profunditat de tall i la velocitat d'alimentació s'han d'equilibrar entre si per aconseguir paràmetres de tall òptims.
Fórmula de referència:
[Imatge]
(I) Profunditat de tall (ap)
La distància perpendicular entre la superfície mecanitzada i la superfície encara per mecanitzar es defineix com la profunditat de tall. La profunditat de tall ($a_p$) és la profunditat mesurada perpendicularment al pla de treball, passant pel punt base de la vora de tall; representa la profunditat a la qual l'eina de tornejat penetra la peça durant cada moviment d'alimentació i, per tant, també es coneix com a "profunditat de tall". A partir d'aquesta definició, en girar longitudinalment una superfície cilíndrica externa, la profunditat de tall es pot calcular mitjançant la fórmula següent:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
On $a_p$=profunditat de tall (mm);
$d_w$=diàmetre de la superfície de la peça a mecanitzar (mm);
$d_m$=diàmetre de la superfície de la peça mecanitzada (mm).
Exemple 1: donat un diàmetre de superfície de la peça de $\\Phi$95 mm per mecanitzar; si es gira a un diàmetre de $\\Phi$90 mm en una sola passada, calculeu la profunditat de tall.
Solució: $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
(II) Feed ($f$)
El desplaçament relatiu entre l'eina i la peça de treball en la direcció del moviment d'alimentació per a cada revolució de la peça o eina.
Segons la direcció d'alimentació, es classifica en alimentació longitudinal i alimentació transversal; L'alimentació longitudinal es refereix a l'alimentació al llarg de la direcció de les guies del llit del torn, mentre que l'alimentació transversal es refereix a l'alimentació perpendicular a la direcció de les guies del llit del torn.
(Nota) La velocitat d'avanç ($v_f$) es refereix a la velocitat instantània d'un punt seleccionat a la vora de tall en relació a la peça durant el moviment d'alimentació.
$v_f=fn$
On $v_f$=velocitat d'avanç (mm/s);
$n$=velocitat del cargol (r/s);
$f$=feed (mm/s).
(III) Velocitat de tall ($v_c$)
La velocitat instantània d'un punt seleccionat a la vora de tall en relació amb la peça de treball durant el moviment de tall primari. La fórmula de càlcul és la següent:
$v_c=(\\pi d_w n) / 1000$
On $v_c$=velocitat de tall (m/min);
$d_w$=diàmetre de la superfície de la peça a mecanitzar (mm);
$n$=velocitat de rotació de la peça (r/min). Els càlculs s'han de basar en la velocitat màxima de tall; per exemple, al tornejar, el càlcul utilitza el diàmetre de la superfície a mecanitzar, ja que la velocitat és més alta i el desgast de l'eina és més ràpid en aquest punt.
Exemple 2: Girar el diàmetre exterior d'una peça amb un diàmetre de Φ60 mm; la velocitat seleccionada del cargol del torn és de 600 r/min. Calcula vc.
Solució: vc=(π × dw × n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min
En la producció real, normalment es coneix el diàmetre de la peça. La velocitat de tall es selecciona en funció de factors com el material de la peça, el material de l'eina i els requisits de mecanitzat; A continuació, aquesta velocitat es converteix en la velocitat de l'eix del torn per ajustar la màquina, donant lloc a la fórmula següent:
n=(1000 × vc) / (π × dw)
Exemple 3: Girar el diàmetre exterior d'una politja (Φ260 mm) en un torn horitzontal CA6140; seleccioneu vc=90 m/min i calculeu n.
Solució: n=(1000 × vc) / (π × dw)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/min
Després de calcular la velocitat de l'eix, seleccioneu un valor proper als que figuren a la placa d'identificació de la màquina; en aquest cas, seleccioneu n=100 r/min com a velocitat real del torn.
III. Resum:
Paràmetres de tall
1. Profunditat de tall ap (mm): ap=(dw - dm) / 2 (mm)
2. Velocitat d'alimentació f (mm/r)
3. Velocitat de tall vc (m/min): vc=π × d × n / 1000 (m/min)
n=1000 × vc / (π × d) (r/min)
