Durant la programació CNC, el programador ha de determinar els paràmetres de tall de cada operació i incorporar-los al programa en forma d'instruccions. Aquests paràmetres de tall inclouen la velocitat de tall, la profunditat de tall i la velocitat d'avanç, entre d'altres. Els diferents mètodes de mecanitzat requereixen la selecció de paràmetres de tall específics adaptats a cada procés.
1. Principis per a la selecció dels paràmetres de tall
Durant el mecanitzat desbast, l'objectiu principal és generalment maximitzar la productivitat; no obstant això, també cal tenir en compte l'eficiència econòmica i els costos de mecanitzat. Per al mecanitzat de semi-acabat i acabat, l'objectiu es centra en equilibrar l'eficiència del tall, la viabilitat econòmica i els costos de mecanitzat alhora que garanteix la qualitat de mecanitzat requerida. Els valors numèrics específics d'aquests paràmetres s'han de determinar a partir de les especificacions tècniques de la màquina-eina i els manuals de paràmetres de tall, complementats amb experiència pràctica.
Des de la perspectiva de la vida útil i la durabilitat de l'eina, la seqüència recomanada per seleccionar els paràmetres de tall és la següent: primer determineu la profunditat de tall, seguida de 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 del sistema ho permeti, idealment s'hauria d'establir la profunditat de tall igual a la dotació total de mecanitzat (eliminació de material) de la peça; aquest enfocament minimitza el nombre de passades necessàries, millorant així l'eficiència de la producció.
Principis per determinar la profunditat de tall:
(1) Quan la rugositat de la superfície requerida de la peça de treball es troba dins del rang de Ra 12,5 μm a 25 μm i el marge de mecanitzat és inferior a 5 mm a 6 mm, el procés de mecanitzat en brut es pot completar normalment en una sola passada per complir les especificacions. Tanmateix, si el marge de mecanitzat és substancial, la rigidesa del sistema de procés és insuficient o la màquina-eina no té la potència adequada, l'operació es pot dividir en múltiples passades.
(2) Quan la rugositat de la superfície requerida es troba dins del rang de Ra 3,2 μm a 12,5 μm, el procés s'ha de dividir en dues etapes: mecanitzat en brut i mecanitzat semi-. La selecció de la profunditat de tall per a l'etapa de mecanitzat en brut segueix els principis esmentats anteriorment. Després del mecanitzat en brut, s'ha de deixar un marge residual de 0,5 mm a 1,0 mm a la superfície de la peça de treball, per eliminar-lo posteriorment durant l'etapa de mecanitzat semi-.
(3) Quan la rugositat de la superfície requerida es troba dins del rang de Ra 0,8 μm a 3,2 μm, el procés s'ha de dividir en tres etapes: mecanitzat en brut, mecanitzat semi-i acabat de mecanitzat. Per a l'etapa de mecanitzat de semi-acabat, la profunditat de tall s'ha d'establir entre 1,5 mm i 2 mm. Durant les operacions d'acabat, la profunditat de tall s'ha de fixar entre 0,3 mm i 0,5 mm.
3. Determinació de la taxa d'alimentació
La velocitat d'avanç es selecciona principalment en funció de la precisió de mecanitzat requerida i la rugositat de la superfície de la peça, així com dels materials de l'eina de tall i la peça. La velocitat d'alimentació màxima està limitada per la rigidesa de la màquina-eina i les capacitats de rendiment del seu sistema d'alimentació.
Principis per determinar la taxa 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. En general, s'escull un valor dins del rang de 100 a 200 m/min.
2) Quan realitzeu operacions de tall, mecanitzeu forats profunds o utilitzeu eines d'acer-d'alta velocitat, és recomanable seleccionar una velocitat d'alimentació més baixa; normalment, s'escull un valor dins del rang de 20 a 50 m/min.
3) Quan es requereixen grans exigències sobre la precisió de mecanitzat i la rugositat de la superfície, s'ha de seleccionar una velocitat d'alimentació més baixa; generalment, s'escull un valor dins del rang de 20 a 50 m/min.
4) Durant els moviments de l'eina no-de tall-especialment quan es torna al "punt zero" a una llarga distància-, es pot seleccionar la velocitat d'avançament màxima configurada dins del sistema CNC de la màquina-eina.
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 de l'eina de tall). La fórmula de càlcul és la següent:
n = 1000v / πD
v - Velocitat de tall (en m/min), determinada per la durabilitat de l'eina de tall;
n - Velocitat del cargol (en r/min);
D - Diàmetre de la peça o eina de tall (en mm).
La velocitat calculada del cargol *n* s'ha d'ajustar finalment perquè coincideixi amb una de les velocitats disponibles enumerades a les especificacions de la màquina-eina o la velocitat disponible més propera. En resum, els valors específics dels paràmetres de tall s'han de determinar en funció de les capacitats de rendiment de la màquina-eina i els manuals tècnics rellevants, combinats amb experiència pràctica, sovint utilitzant un enfocament analògic. A més, la velocitat de l'eix, la profunditat de tall i la velocitat d'avanç s'han d'harmonitzar per garantir la compatibilitat mútua, establint així el conjunt òptim de paràmetres de tall.
Fórmula de referència:
(I) Profunditat de tall (ap): La distància perpendicular entre la superfície mecanitzada de la peça i la superfície encara per mecanitzar es defineix com la profunditat de tall. La *profunditat de tall* ($a_p$) és la quantitat de material eliminat, mesurada des d'un punt de referència a la vora de tall en una direcció perpendicular al pla de treball. Representa la profunditat a la qual l'eina de tornejat penetra la peça durant cada passada d'alimentació; per tant, també es coneix com a *profunditat de tall*. A partir d'aquesta definició, quan es realitza un gir longitudinal sobre 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 *abans* del mecanitzat (mm);
$d_m$ - diàmetre de la superfície de la peça *després* del mecanitzat (mm).
**Exemple 1:** Donada una peça amb un diàmetre superficial inicial de $\\Phi 95$ mm, si es gira en una sola passada fins a un diàmetre de $\\Phi 90$ mm, calculeu la profunditat de tall.
**Solució:** $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
**(II) Taxa d'alimentació ($f$)**
Es refereix al desplaçament relatiu entre l'eina de tall i la peça de treball-mesurat en la direcció del moviment d'alimentació-per cada revolució completa de la peça o eina. Segons la direcció de l'alimentació, es classifica en *alimentació longitudinal* i *alimentació transversal*. L'alimentació longitudinal es refereix al moviment d'alimentació dirigit al llarg dels rails de guia del llit del torn, mentre que l'alimentació transversal es refereix al moviment d'alimentació dirigit perpendicularment als rails de guia del llit del torn. (Nota: *Velocitat d'alimentació* ($v_f$) es refereix a la velocitat instantània d'un punt seleccionat a la vora de tall en relació amb la peça durant el moviment d'alimentació.)
$v_f=f \\cdot n$
On: $v_f$ - velocitat d'avanç (mm/s);
$n$ - velocitat del cargol (r/s);
$f$ - velocitat d'avanç (mm/rev).
**(III) Velocitat de tall ($v_c$)**
Es refereix a la velocitat instantània d'un punt seleccionat a la vora de tall en relació amb la peça durant el *moviment primari* (rotació). La fórmula de càlcul és la següent:
$v_c=(\\pi \\cdot d_w \\cdot n) / 1000$
On: $v_c$ - velocitat de tall (m/min);
$d_w$ - diàmetre de la superfície de la peça *abans* del mecanitzat (mm);
$n$ - velocitat de rotació de la peça (r/min). Quan es realitzen càlculs, s'ha d'utilitzar la velocitat màxima de tall com a punt de referència; per exemple, durant les operacions de tornejat, els càlculs s'han de basar en el diàmetre de la superfície a mecanitzar, ja que aquí és on la velocitat és més alta i el desgast de l'eina es produeix més ràpidament. 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 *v*c. Solució: *v*c=(π * d*w * n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min. En la producció real, el diàmetre de la peça sol ser una quantitat coneguda. En funció de factors com el material de la peça, el material de l'eina i els requisits de mecanitzat, es selecciona una velocitat de tall específica; Aquesta velocitat de tall es converteix després en la corresponent velocitat de l'eix del torn per facilitar l'ajust adequat de la màquina-eina. Aquesta conversió dóna la fórmula següent: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w). Exemple 3: Girar el diàmetre exterior d'una politja de Φ260 mm en un torn horitzontal CA6140. Es selecciona una velocitat de tall (*v*c) de 90 m/min. Calcula *n*. Solució: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/min. Un cop calculada la velocitat de l'eix del torn, s'ha de seleccionar un valor de la placa d'identificació de la màquina que sigui més proper al resultat calculat; en aquest cas, n=100 r/min es selecciona com a velocitat de funcionament real del torn. III. Resum: Paràmetres de tall 1. Profunditat de tall (*a*p) (mm): *a*p=(*d*w - *d*m) / 2 (mm) 2. Velocitat d'avanç (*f*) (mm/rev) 3. Velocitat de tall (*v*c) (*v*c) (m*v*c) (m/min): **50} π {{): *v*1/min. (m/min); n=1000 * *v*c / (π * d) (r/min)
