สูตรความสัมพันธ์และการคำนวณสำหรับความเร็วตัด ความลึกของการตัด และอัตราป้อน

ในระหว่างการเขียนโปรแกรม CNC โปรแกรมเมอร์จะต้องกำหนดพารามิเตอร์การตัดสำหรับการทำงานแต่ละครั้งและรวมไว้ในโปรแกรมในรูปแบบของคำสั่ง พารามิเตอร์การตัดเหล่านี้ได้แก่ ความเร็วตัด ความลึกของการตัด และอัตราการป้อน และอื่นๆ วิธีการตัดเฉือนที่แตกต่างกันจำเป็นต้องเลือกพารามิเตอร์การตัดเฉพาะที่ปรับให้เหมาะกับแต่ละกระบวนการ
1. หลักการเลือกพารามิเตอร์การตัด

ในระหว่างการตัดเฉือนหยาบ วัตถุประสงค์หลักโดยทั่วไปคือเพื่อเพิ่มความสามารถในการผลิตสูงสุด อย่างไรก็ตาม จะต้องคำนึงถึงประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจและต้นทุนการตัดเฉือนด้วย สำหรับการตัดเฉือนกึ่งสำเร็จและการเก็บผิวสำเร็จ จุดมุ่งเน้นจะเปลี่ยนไปที่การรักษาสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการตัด ความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ และต้นทุนการตัดเฉือน ในขณะเดียวกันก็รับประกันคุณภาพการตัดเฉือนที่ต้องการไปพร้อมๆ กัน ค่าตัวเลขเฉพาะสำหรับพารามิเตอร์เหล่านี้ควรพิจารณาจากข้อกำหนดทางเทคนิคของเครื่องมือกลและคู่มือพารามิเตอร์การตัด เสริมด้วยประสบการณ์จริง

จากมุมมองของอายุการใช้งานและความทนทานของเครื่องมือ ลำดับที่แนะนำสำหรับการเลือกพารามิเตอร์การตัดมีดังนี้ ขั้นแรกให้กำหนดความลึกของการตัด ตามด้วยอัตราการป้อน และสุดท้ายคือความเร็วตัด

2. การกำหนดความลึกของการตัด

ความลึกของการตัดจะขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของเครื่องมือกล ชิ้นงาน และเครื่องมือตัด โดยมีเงื่อนไขว่าระบบมีความแข็งแกร่ง ระยะกินลึกควรตั้งค่าให้เท่ากับค่าเผื่อการตัดเฉือนรวม (การขจัดเศษวัสดุ) ของชิ้นงานตามหลักการ วิธีการนี้จะช่วยลดจำนวนรอบที่ต้องใช้ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

หลักการกำหนดระยะกินลึก:

(1) เมื่อความหยาบผิวที่ต้องการของชิ้นงานอยู่ในช่วง Ra 12.5 μm ถึง 25 μm และค่าเผื่อการตัดเฉือนน้อยกว่า 5 มม. ถึง 6 มม. โดยทั่วไปกระบวนการตัดเฉือนหยาบสามารถเสร็จสิ้นได้ในรอบเดียวเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด อย่างไรก็ตาม หากค่าเผื่อการตัดเฉือนมีมาก ความแข็งแกร่งของระบบกระบวนการไม่เพียงพอ หรือเครื่องมือกลไม่มีกำลังเพียงพอ การดำเนินการอาจแบ่งออกเป็นหลายรอบ

(2) เมื่อความหยาบของพื้นผิวที่ต้องการอยู่ในช่วง Ra 3.2 μm ถึง 12.5 μm กระบวนการควรแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: การกลึงหยาบและการตัดเฉือนกึ่งสำเร็จ- การเลือกระยะกินลึกสำหรับขั้นตอนการกลึงหยาบเป็นไปตามหลักการที่สรุปไว้ข้างต้น หลังจากการตัดเฉือนหยาบ ควรเว้นระยะเผื่อตกค้างไว้ 0.5 มม. ถึง 1.0 มม. บนพื้นผิวชิ้นงาน จากนั้นจึงนำออกในระหว่างขั้นตอนการตัดเฉือนกึ่งสำเร็จ-

(3) เมื่อความหยาบของพื้นผิวที่ต้องการอยู่ในช่วง Ra 0.8 μm ถึง 3.2 μm กระบวนการควรแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน: การกลึงหยาบ การกลึงกึ่งสำเร็จ- และการตัดเฉือนขั้นสุดท้าย สำหรับขั้นตอนการกลึงกึ่งสำเร็จ- ควรตั้งค่าระยะกินลึกระหว่าง 1.5 มม. ถึง 2 มม. ในระหว่างการเก็บผิวละเอียด ควรตั้งค่าความลึกของการตัดระหว่าง 0.3 มม. ถึง 0.5 มม.
3. การกำหนดอัตราการป้อน
อัตราการป้อนจะถูกเลือกเป็นหลักโดยพิจารณาจากความแม่นยำในการตัดเฉือนที่ต้องการและความหยาบผิวของชิ้นส่วน รวมถึงวัสดุของเครื่องมือตัดและชิ้นงาน อัตราป้อนสูงสุดถูกจำกัดโดยความแข็งแกร่งของเครื่องมือกลและขีดความสามารถด้านประสิทธิภาพของระบบป้อน

หลักการกำหนดอัตราการป้อน:

1) เมื่อสามารถรับประกันข้อกำหนดด้านคุณภาพของชิ้นงานได้ อาจเลือกอัตราการป้อนที่สูงขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต โดยทั่วไป จะเลือกค่าที่อยู่ในช่วง 100 ถึง 200 ม./นาที

2) เมื่อดำเนินการตัดเฉือน เจาะรูลึก หรือใช้เครื่องมือเหล็กความเร็วสูง- ขอแนะนำให้เลือกอัตราป้อนที่ต่ำกว่า โดยทั่วไปแล้ว จะเลือกค่าภายในช่วง 20 ถึง 50 ม./นาที

3) เมื่อมีความต้องการสูงในด้านความแม่นยำในการตัดเฉือนและความหยาบของพื้นผิว ควรเลือกอัตราการป้อนที่ต่ำกว่า โดยทั่วไปจะเลือกค่าภายในช่วง 20 ถึง 50 ม./นาที

4) ในระหว่าง-การเคลื่อนเครื่องมือตัด-โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อกลับไปที่ "จุดศูนย์" ในระยะไกล- สามารถเลือกอัตราการป้อนสูงสุดที่กำหนดค่าไว้ภายในระบบ CNC ของเครื่องมือกลได้

4. การกำหนดความเร็วแกนหมุน

ควรเลือกความเร็วของสปินเดิลตามความเร็วตัดที่อนุญาตและเส้นผ่านศูนย์กลางของชิ้นงาน (หรือเครื่องมือตัด) สูตรการคำนวณมีดังนี้:

n = 1000v / πD

v - ความเร็วตัด (เป็น ม./นาที) พิจารณาจากความทนทานของเครื่องมือตัด
n - ความเร็วสปินเดิล (รอบ/นาที);
D - เส้นผ่านศูนย์กลางของชิ้นงานหรือเครื่องมือตัด (เป็นมม.)
ความเร็วสปินเดิลที่คำนวณได้ *n* จะต้องปรับให้ตรงกับความเร็วที่มีอยู่ที่ระบุไว้ในข้อมูลจำเพาะของเครื่องมือกล หรือความเร็วที่ใกล้เคียงที่สุดที่มีอยู่ในที่สุด โดยสรุป ค่าเฉพาะสำหรับพารามิเตอร์การตัดควรถูกกำหนดโดยพิจารณาจากความสามารถด้านประสิทธิภาพของเครื่องมือกลและคู่มือทางเทคนิคที่เกี่ยวข้อง รวมกับประสบการณ์เชิงปฏิบัติ ซึ่งมักจะใช้วิธีการแบบอะนาล็อก นอกจากนี้ ความเร็วของสปินเดิล ความลึกของการตัด และอัตราการป้อนควรสอดคล้องกัน เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถใช้งานร่วมกันได้ จึงเป็นการสร้างชุดพารามิเตอร์การตัดที่เหมาะสมที่สุด

สูตรอ้างอิง:

(I) ความลึกของการตัด (ap): ระยะห่างตั้งฉากระหว่างพื้นผิวที่ถูกกลึงของชิ้นงานกับพื้นผิวที่ยังไม่ได้ตัดถูกกำหนดให้เป็นความลึกของการตัด *ความลึกของการตัด* ($a_p$) คือปริมาณของวัสดุที่ถูกดึงออก โดยวัดจากจุดอ้างอิงบนคมตัดในทิศทางที่ตั้งฉากกับระนาบการทำงาน โดยแสดงถึงความลึกที่เครื่องมือกลึงเจาะชิ้นงานระหว่างการป้อนแต่ละครั้ง ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่า *ความลึกของการตัด* ตามคำจำกัดความนี้ เมื่อทำการกลึงตามยาวบนพื้นผิวทรงกระบอกภายนอก ความลึกของการตัดสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
โดยที่: $a_p$ - ความลึกของการตัด (มม.); $d_w$ - เส้นผ่านศูนย์กลางของพื้นผิวชิ้นงาน *ก่อน* การตัดเฉือน (มม.);
$d_m$ - เส้นผ่านศูนย์กลางของพื้นผิวชิ้นงาน *หลัง* การตัดเฉือน (มม.)
**ตัวอย่างที่ 1:** ให้ชิ้นงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางพื้นผิวเริ่มต้น $\\Phi 95$ มม. หากกลึงครั้งเดียวจนมีเส้นผ่านศูนย์กลาง $\\Phi 90$ มม. ให้คำนวณความลึกของการตัด
**วิธีแก้ไข:** $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ มม.
**(II) อัตราการป้อน ($f$)**
นี่หมายถึงการเคลื่อนตัวสัมพัทธ์ระหว่างเครื่องมือตัดกับชิ้นงาน-ที่วัดในทิศทางของการเคลื่อนที่ของฟีด-สำหรับการหมุนชิ้นงานหรือเครื่องมือทุกรอบ ขึ้นอยู่กับทิศทางของฟีด แบ่งออกเป็น *ฟีดตามยาว* และ *ฟีดตามขวาง* การป้อนตามยาวหมายถึงการเคลื่อนที่ของฟีดที่พุ่งไปตามรางนำของเตียงเครื่องกลึง ในขณะที่ฟีดตามขวางหมายถึงการเคลื่อนที่ของฟีดที่ตั้งฉากกับรางนำของเตียงเครื่องกลึง (หมายเหตุ: *ความเร็วป้อน* ($v_f$) หมายถึงความเร็วทันทีของจุดที่เลือกบนคมตัดที่สัมพันธ์กับชิ้นงานระหว่างการเคลื่อนที่ของฟีด)
$v_f=f \\cdot n$
โดยที่: $v_f$ - ความเร็วป้อน (มม./วินาที);
$n$ - ความเร็วสปินเดิล (r/s);
$f$ - อัตราป้อน (มม./รอบ)
**(III) ความเร็วตัด ​​($v_c$)**
นี่หมายถึงความเร็วชั่วขณะของจุดที่เลือกบนคมตัดที่สัมพันธ์กับชิ้นงานระหว่าง *การเคลื่อนที่หลัก* (การหมุน) สูตรการคำนวณมีดังนี้:
$v_c=(\\pi \\cdot d_w \\cdot n) / 1000$
โดยที่: $v_c$ - ความเร็วตัด (ม./นาที);
$d_w$ - เส้นผ่านศูนย์กลางของพื้นผิวชิ้นงาน *ก่อน* การตัดเฉือน (มม.);
$n$ - ความเร็วการหมุนของชิ้นงาน (รอบ/นาที) เมื่อทำการคำนวณ ควรใช้ความเร็วตัดสูงสุดเป็นจุดอ้างอิง ตัวอย่างเช่น ระหว่างการกลึง การคำนวณควรขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของพื้นผิวที่ทำการตัดเฉือน เนื่องจากนี่คือจุดที่ความเร็วสูงสุดและการสึกหรอของเครื่องมือเกิดขึ้นเร็วที่สุด ตัวอย่างที่ 2: การกลึงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของชิ้นงานด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง Φ60 มม. ความเร็วแกนหมุนของเครื่องกลึงที่เลือกคือ 600 รอบ/นาที คำนวณ *v*c วิธีแก้: *v*c=(π * d*w * n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 ม./นาที ในการผลิตจริง โดยทั่วไปแล้ว เส้นผ่านศูนย์กลางของชิ้นงานจะเป็นปริมาณที่ทราบ ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุชิ้นงาน วัสดุเครื่องมือ และข้อกำหนดในการตัดเฉือน ความเร็วในการตัดเฉพาะจะถูกเลือก ความเร็วตัดนี้จะถูกแปลงเป็นความเร็วแกนหมุนของเครื่องกลึงที่สอดคล้องกันเพื่อช่วยให้ปรับเครื่องมือกลได้อย่างเหมาะสม การแปลงนี้ให้ผลลัพธ์ตามสูตรต่อไปนี้: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w) ตัวอย่างที่ 3: การหมุนเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของรอก Φ260 มม. บนเครื่องกลึงแนวนอน CA6140 เลือกความเร็วตัด (*v*c) 90 ม./นาที คำนวณ *n* วิธีแก้: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w)=(1000 × 90) / (3.14 × 260)=110 รอบ/นาที เมื่อคำนวณความเร็วสปินเดิลของเครื่องกลึงแล้ว ควรเลือกค่าจากแผ่นป้ายของเครื่องที่ใกล้เคียงกับผลการคำนวณมากที่สุด ในกรณีนี้ เลือก n=100 รอบ/นาที เป็นความเร็วการทำงานจริงสำหรับเครื่องกลึง ที่สาม สรุป: พารามิเตอร์การตัด 1. ความลึกของการตัด (*a*p) (มม.): *a*p=(*d*w - *d*m) / 2 (มม.) 2. อัตราป้อน (*f*) (มม./รอบ) 3. ความเร็วตัด ​​(*v*c) (ม./นาที): *v*c=π * d * n / 1000 (ม./นาที); n=1000 * *v*c / (π * d) (รอบ/นาที)