Under CNC-programmering må programmereren bestemme skjæreparametrene for hver operasjon og inkorporere dem i programmet i form av instruksjoner. Disse skjæreparametrene inkluderer blant annet skjærehastighet, skjæredybde og matehastighet. Ulike bearbeidingsmetoder krever valg av spesifikke skjæreparametere skreddersydd for hver prosess.
1. Prinsipper for valg av skjæreparametere
Under grovbearbeiding er hovedmålet generelt å maksimere produktiviteten; men økonomisk effektivitet og maskineringskostnader må også tas i betraktning. For halv-bearbeiding og etterbearbeiding skifter fokuset til å balansere skjæreeffektivitet, økonomisk levedyktighet og maskineringskostnader, samtidig som den nødvendige maskineringskvaliteten sikres. De spesifikke numeriske verdiene for disse parameterne bør bestemmes basert på maskinverktøyets tekniske spesifikasjoner og skjæreparameterhåndbøker, supplert med praktisk erfaring.
Fra perspektivet til verktøyets levetid og holdbarhet er den anbefalte sekvensen for valg av skjæreparametere som følger: Bestem først skjæredybden, etterfulgt av matingshastigheten og til slutt skjærehastigheten.
2. Bestemme skjæredybden
Kuttdybden bestemmes av stivheten til verktøymaskinen, arbeidsstykket og skjæreverktøyet. Forutsatt at systemets stivhet tillater det, bør skjæredybden ideelt sett settes lik den totale bearbeidingstilskuddet (skjæring) for arbeidsstykket; denne tilnærmingen minimerer antallet passeringer som kreves, og øker dermed produksjonseffektiviteten.
Prinsipper for å bestemme skjæredybden:
(1) Når den nødvendige overflateruheten til arbeidsstykket faller innenfor området Ra 12,5 μm til 25 μm, og bearbeidingsgodtgjørelsen er mindre enn 5 mm til 6 mm, kan grovbearbeidingsprosessen typisk fullføres i en enkelt omgang for å oppfylle spesifikasjonene. Imidlertid, hvis maskineringstilskuddet er betydelig, stivheten til prosesssystemet er utilstrekkelig, eller maskinverktøyet mangler tilstrekkelig kraft, kan operasjonen deles inn i flere omganger.
(2) Når den nødvendige overflateruheten faller innenfor området Ra 3,2 μm til 12,5 μm, bør prosessen deles inn i to trinn: grovbearbeiding og halv{3}}bearbeiding. Valget av skjæredybde for grovbearbeidingsstadiet følger prinsippene skissert ovenfor. Etter grovbearbeiding bør en restmengde på 0,5 mm til 1,0 mm etterlates på arbeidsstykkets overflate, som deretter fjernes under halv{8}}bearbeidingsfasen.
(3) Når den nødvendige overflateruheten faller innenfor området Ra 0,8 μm til 3,2 μm, bør prosessen deles inn i tre stadier: grov bearbeiding, halv-bearbeiding og ferdigbearbeiding. For halv-bearbeidingsstadiet bør skjæredybden settes mellom 1,5 mm og 2 mm. Ved etterbehandling bør skjæredybden settes mellom 0,3 mm og 0,5 mm.
3. Bestemme fôringshastigheten
Matingshastigheten er primært valgt basert på nødvendig bearbeidingspresisjon og overflateruhet til delen, samt materialene til skjæreverktøyet og arbeidsstykket. Den maksimale matehastigheten er begrenset av stivheten til verktøymaskinen og ytelsesegenskapene til matesystemet.
Prinsipper for å bestemme innmatingsraten:
1) Når kvalitetskravene til arbeidsstykket kan garanteres, kan en høyere matehastighet velges for å øke produksjonseffektiviteten. Vanligvis velges en verdi innenfor området 100 til 200 m/min.
2) Når du utfører avskjæringsoperasjoner, bearbeider dype hull eller bruker høyhastighetsstålverktøy, anbefales det å velge en lavere matehastighet; typisk velges en verdi innenfor området 20 til 50 m/min.
3) Når det stilles høye krav til maskineringspresisjon og overflateruhet, bør en lavere matehastighet velges; generelt velges en verdi innenfor området 20 til 50 m/min.
4) Under ikke-skjærende verktøybevegelser-spesielt når du går tilbake til "nullpunktet" over en lang avstand-kan den maksimale matehastigheten som er konfigurert i maskinens CNC-system velges.
4. Bestemme spindelhastigheten
Spindelhastigheten bør velges basert på tillatt skjærehastighet og diameteren på arbeidsstykket (eller skjæreverktøyet). Beregningsformelen er som følger:
n = 1000v / πD
v - Skjærehastighet (i m/min), bestemt av holdbarheten til skjæreverktøyet;
n - Spindelhastighet (i r/min);
D - Diameter på arbeidsstykket eller skjæreverktøyet (i mm).
Den beregnede spindelhastigheten *n* må til slutt justeres for å matche en av de tilgjengelige hastighetene som er oppført i maskinverktøyets spesifikasjoner, eller den nærmeste tilgjengelige hastigheten. Oppsummert bør de spesifikke verdiene for skjæreparametere bestemmes basert på maskinverktøyets ytelsesevne og relevante tekniske manualer, kombinert med praktisk erfaring, ofte ved å bruke en analog tilnærming. Videre bør spindelhastigheten, skjæredybden og matehastigheten harmoniseres for å sikre gjensidig kompatibilitet, og dermed etablere det optimale settet med skjæreparametere.
Referanseformel:
(I) Kuttdybde (ap): Den vinkelrette avstanden mellom den bearbeidede overflaten på arbeidsstykket og overflaten som skal maskineres er definert som skjæredybden. *Kuttdybden* ($a_p$) er mengden materiale som er fjernet, målt fra et referansepunkt på skjærekanten i en retning vinkelrett på arbeidsplanet. Den representerer dybden som dreieverktøyet trenger inn i arbeidsstykket under hver mating; derfor blir det også referert til som *skjæredybden*. Basert på denne definisjonen, når du utfører langsgående dreiing på en ekstern sylindrisk overflate, kan skjæredybden beregnes ved å bruke følgende formel:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
Hvor: $a_p$ - skjæredybde (mm); $d_w$ - diameter på arbeidsstykkets overflate *før* bearbeiding (mm);
$d_m$ - diameter på arbeidsstykkets overflate *etter* bearbeiding (mm).
**Eksempel 1:** Gitt et arbeidsstykke med en initial overflatediameter på $\\Phi 95$ mm, hvis det dreies i en enkelt omgang til en diameter på $\\Phi 90$ mm, beregne skjæredybden.
**Løsning:** $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
**(II) Innmatingshastighet ($f$)**
Dette refererer til den relative forskyvningen mellom skjæreverktøyet og arbeidsstykket-målt i retning av matebevegelsen-for hver full omdreining av arbeidsstykket eller verktøyet. Avhengig av fôringsretningen klassifiseres den i *langsfôring* og *tverrfôring*. Lengdemating refererer til matebevegelsen rettet langs styreskinnene til dreiebenken, mens tverrmating refererer til matebevegelsen rettet vinkelrett på styreskinnene til dreiebenken. (Merk: *Matehastighet* ($v_f$) refererer til den øyeblikkelige hastigheten til et valgt punkt på skjærekanten i forhold til arbeidsstykket under matebevegelsen.)
$v_f=f \\cdot n$
Hvor: $v_f$ - matehastighet (mm/s);
$n$ - spindelhastighet (r/s);
$f$ - matehastighet (mm/omdreininger).
**(III) skjærehastighet ($v_c$)**
Dette refererer til den øyeblikkelige hastigheten til et valgt punkt på skjærekanten i forhold til arbeidsstykket under *primærbevegelsen* (rotasjon). Beregningsformelen er som følger:
$v_c=(\\pi \\cdot d_w \\cdot n) / 1000$
Hvor: $v_c$ - skjærehastighet (m/min);
$d_w$ - diameter på arbeidsstykkets overflate *før* bearbeiding (mm);
$n$ - arbeidsstykkets rotasjonshastighet (r/min). Når du utfører beregninger, bør den maksimale skjærehastigheten brukes som referansepunkt; for eksempel, under dreieoperasjoner, bør beregninger baseres på diameteren på overflaten som maskineres, da det er her hastigheten er høyest og verktøyslitasje skjer raskest. Eksempel 2: Snuing av ytre diameter på et arbeidsstykke med en diameter på Φ60 mm. Den valgte dreiebensspindelhastigheten er 600 r/min. Regn ut *v*c. Løsning: *v*c=(π * d*w * n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min. I faktisk produksjon er arbeidsstykkets diameter typisk en kjent mengde. Basert på faktorer som arbeidsstykkemateriale, verktøymateriale og maskineringskrav, velges en spesifikk skjærehastighet; denne skjærehastigheten konverteres deretter til tilsvarende dreiebensspindelhastighet for å lette riktig justering av verktøymaskinen. Denne konverteringen gir følgende formel: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w). Eksempel 3: Snu den ytre diameteren til en Φ260 mm trinse på en CA6140 horisontal dreiebenk. En skjærehastighet (*v*c) på 90 m/min er valgt. Regn ut *n*. Løsning: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/min. Når dreiebenkens spindelhastighet er beregnet, bør man velge en verdi fra maskinens navneskilt som er nærmest det beregnede resultatet; i dette tilfellet er n=100 r/min valgt som den faktiske driftshastigheten for dreiebenken. III. Oppsummering: Skjæreparametre 1. Kuttdybde (*a*p) (mm): *a*p=(*d*w - *d*m) / 2 (mm) 2. Matehastighet (*f*) (mm/omdreininger) 3. Skjærehastighet(*v*c) (m/v*c) (m/d*5): *v *} 1000 (m/min); n=1000 * *v*c / (π * d) (r/min)
