Ako zvoliť vhodnú reznú rýchlosť pre vertikálny sústruh?

Pokiaľ ide o obsluhu vertikálneho sústruhu, jedným z najdôležitejších faktorov, ktorý výrazne ovplyvňuje proces obrábania, je výber vhodnej reznej rýchlosti. Ako dôveryhodný dodávateľ zvislých sústruhov chápeme dôležitosť tohto parametra a jeho vplyv na kvalitu, efektivitu a nákladovú efektívnosť obrábacích operácií. V tomto blogovom príspevku sa ponoríme do kľúčových úvah a metód na výber správnej reznej rýchlosti pre zvislý sústruh.

Pochopenie konceptu rýchlosti rezania

Rezná rýchlosť, často označovaná ako (V_c), je definovaná ako relatívna rýchlosť medzi rezným nástrojom a povrchom obrobku počas procesu rezania. Zvyčajne sa meria v metroch za minútu (m/min) alebo stopách za minútu (ft/min). Rezná rýchlosť hrá zásadnú úlohu pri určovaní rýchlosti úberu materiálu, životnosti nástroja, povrchovej úpravy obrobku a celkovej produktivity procesu obrábania.

Vyššia rýchlosť rezania vo všeobecnosti vedie k vyššej rýchlosti úberu materiálu, čo znamená, že z obrobku možno odobrať viac materiálu za kratší čas. Ak je však rýchlosť rezania príliš vysoká, môže to spôsobiť nadmernú tvorbu tepla, rýchle opotrebovanie nástroja a zlú kvalitu povrchu. Na druhej strane, nižšia rezná rýchlosť môže mať za následok dlhší čas obrábania a zníženú produktivitu, hoci niekedy môže viesť k lepšej kvalite povrchu a dlhšej životnosti nástroja, ak sú dobre vyvážené rezné parametre.

Faktory ovplyvňujúce výber rýchlosti rezania

Materiál obrobku

Typ materiálu obrobku je jedným z primárnych faktorov, ktoré ovplyvňujú výber reznej rýchlosti. Rôzne materiály majú rôzne mechanické vlastnosti, ako je tvrdosť, húževnatosť a tepelná vodivosť, ktoré ovplyvňujú ich reakciu na proces rezania.

• Kovy: Napríklad pri obrábaní hliníka možno použiť relatívne vysokú rýchlosť rezania, pretože hliník má nízku tvrdosť a dobrú tepelnú vodivosť. To umožňuje rýchle odvádzanie tepla vznikajúceho pri rezaní, čím sa znižuje riziko poškodenia nástroja. Naproti tomu pri obrábaní tvrdších materiálov, ako je nehrdzavejúca oceľ alebo titán, sú zvyčajne potrebné nižšie rezné rýchlosti kvôli ich vysokej pevnosti a nízkej tepelnej vodivosti. Vysoké rezné sily a teplo vznikajúce pri obrábaní týchto materiálov môžu spôsobiť rýchle opotrebovanie nástroja, ak nie je správne nastavená rýchlosť rezania.

• Nekovy: Materiály ako plasty a kompozity majú tiež jedinečné požiadavky na rezanie. Plasty sa môžu pri vysokých teplotách ľahko deformovať, preto je potrebné starostlivo zvoliť rýchlosť rezania, aby sa zabránilo roztaveniu alebo nadmernej deformácii. Kompozity môžu mať rôzne vláknité a matricové materiály a rýchlosť rezania by mala byť nastavená tak, aby sa zabezpečili čisté rezy bez delaminácie alebo vyťahovania vlákien.

Materiál nástroja

Materiál rezného nástroja je ďalším kritickým faktorom. Rôzne materiály nástrojov majú rôzne úrovne tvrdosti, odolnosti proti opotrebeniu a tepelnej odolnosti.

• Vysokorýchlostná oceľ (HSS): HSS nástroje sú relatívne lacné a majú dobrú húževnatosť. Majú však nižšiu tepelnú odolnosť v porovnaní s inými nástrojovými materiálmi. Preto pri použití HSS nástrojov je rezná rýchlosť vo všeobecnosti nižšia ako pri použití pokročilejších nástrojových materiálov.

• Karbid: Karbidové nástroje sú široko používané v modernom obrábaní vďaka svojej vysokej tvrdosti a vynikajúcej odolnosti proti opotrebovaniu. Vydržia vyššie rezné rýchlosti ako nástroje HSS, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie vysokorýchlostného obrábania. Existujú rôzne typy tvrdokovových nástrojov, ako je potiahnutý karbid a nepotiahnutý karbid, a povrchová úprava môže ďalej zvýšiť výkon nástroja a umožniť ešte vyššie rezné rýchlosti.

• Keramický a kubický nitrid bóru (CBN): Ide o supertvrdé nástrojové materiály, ktoré možno použiť na obrábanie veľmi tvrdých materiálov pri extrémne vysokých rezných rýchlostiach. Sú však drahšie a krehkejšie ako karbid, preto je rozhodujúca správna manipulácia a výber rezných parametrov.

Geometria nástroja

Geometria rezného nástroja, vrátane uhla čela, uhla vôle a polomeru špičky, tiež ovplyvňuje rýchlosť rezania. Kladný uhol čela môže znížiť rezné sily, ale môže tiež znížiť pevnosť nástroja. Väčší polomer špičky môže zlepšiť povrchovú úpravu obrobku, ale môže vyžadovať nižšiu rýchlosť rezania, aby sa predišlo vibráciám.

Podmienky obrábania

Pri výbere reznej rýchlosti je tiež potrebné zvážiť podmienky obrábania, ako je typ reznej operácie (hrubovanie alebo dokončovanie), hĺbka rezu a rýchlosť posuvu.

• Hrubovanie vs: Počas hrubovacích operácií je cieľom rýchlo odobrať veľké množstvo materiálu. Preto je možné použiť relatívne vysokú rýchlosť rezania spolu s veľkou hĺbkou rezu a rýchlosťou posuvu. Pri dokončovacích operáciách sa kladie dôraz na dosiahnutie dobrej povrchovej úpravy, preto sa často používa nižšia rezná rýchlosť s menšou hĺbkou rezu a rýchlosťou posuvu.

• Hĺbka rezu a rýchlosť posuvu: Väčšia hĺbka rezu a rýchlosť posuvu vo všeobecnosti vyžadujú nižšiu reznú rýchlosť, aby sa zabránilo nadmernému opotrebovaniu a nestabilite nástroja. So zvyšujúcou sa hĺbkou rezu alebo rýchlosťou posuvu sa zvyšujú aj rezné sily a nástroj môže byť vystavený väčšiemu namáhaniu a zahrievaniu. Znížením reznej rýchlosti môže nástroj lepšie odolávať týmto zvýšeným silám a zachovať si rezný výkon.

Metódy na určenie vhodnej rýchlosti rezania

Prečítajte si odporúčania výrobcu náradia

Výrobcovia nástrojov zvyčajne poskytujú odporúčané rezné rýchlosti pre svoje nástroje na základe rôznych materiálov obrobkov a podmienok obrábania. Tieto odporúčania sú založené na rozsiahlom testovaní a výskume a sú dobrým východiskovým bodom pre výber reznej rýchlosti. Tieto odporúčania nájdete v katalógoch výrobcov nástrojov, technických listoch alebo online zdrojoch.

Použite vzorce na výpočet rýchlosti rezania

Na výpočet reznej rýchlosti je k dispozícii niekoľko vzorcov. Jeden z najbežnejších vzorcov je:

[V_c=\frac{\pi DN}{1000}]

kde (V_c) je rýchlosť rezania vm/min, (D) je priemer obrobku v mm a (N) je rýchlosť vretena v otáčkach za minútu (ot./min).

Preskupením vzorca môžete tiež vypočítať požadované otáčky vretena, ak sú známe rezné otáčky a priemer obrobku:

[N=\frac{1000V_c}{\pi D}]

Tieto vzorce však poskytujú iba teoretický základ a skutočnú rýchlosť rezania bude možno potrebné upraviť podľa konkrétnych podmienok obrábania.

Vykonajte skúšky obrábania

V niektorých prípadoch môže byť vykonávanie testov obrábania v malom meradle účinným spôsobom na určenie vhodnej reznej rýchlosti. Zmenou reznej rýchlosti a meraním opotrebovania nástroja, povrchovej úpravy a rýchlosti úberu materiálu môžete nájsť optimálnu reznú rýchlosť pre vašu konkrétnu aplikáciu. Táto metóda môže vyžadovať určitý čas a zdroje, ale môže poskytnúť najpresnejšie výsledky pre váš konkrétny proces obrábania.

Dôležitosť výberu správnej rýchlosti rezania

Výber vhodnej reznej rýchlosti pre zvislý sústruh je mimoriadne dôležitý z niekoľkých dôvodov.

Vylepšená životnosť nástroja

Pri správnom zvolení reznej rýchlosti je nástroj vystavený menšiemu namáhaniu a opotrebovaniu. To môže výrazne predĺžiť životnosť nástroja, znížiť frekvenciu výmen nástroja a znížiť celkové náklady na nástroje. Napríklad, ak je rýchlosť rezania príliš vysoká, nástroj sa môže rýchlo opotrebovať, čo vedie k zvýšeným nákladom na výmenu nástroja a prestojom pri výmene nástroja.

Vylepšená povrchová úprava

Vhodná rýchlosť rezania môže pomôcť dosiahnuť lepšiu povrchovú úpravu obrobku. Znížením rezných síl a tvorby tepla je menej pravdepodobné, že obrobok bude vystavený deformácii, chveniu alebo iným povrchovým defektom. To je dôležité najmä pre aplikácie, kde sa vyžaduje vysokokvalitná povrchová úprava, ako napríklad v leteckom a automobilovom priemysle.

Zvýšená produktivita

Optimálna voľba reznej rýchlosti môže viesť k zvýšeniu produktivity. Vyššia rýchlosť rezania môže viesť k vyššej rýchlosti úberu materiálu, čo umožňuje obrábať viac obrobkov za daný čas. Zároveň je zaistením dlhšej životnosti nástroja a lepšej povrchovej úpravy menej prepracovania a prestojov, čo ďalej zlepšuje celkovú produktivitu procesu obrábania.

Záver

Výber vhodnej reznej rýchlosti pre zvislý sústruh je zložitý proces, ktorý si vyžaduje starostlivé zváženie viacerých faktorov, vrátane materiálu obrobku, materiálu nástroja, geometrie nástroja a podmienok obrábania. Ako [pozícia vašej spoločnosti] dodávateľ vertikálneho sústruhu sme sa zaviazali poskytovať našim zákazníkom vysoko kvalitné stroje a komplexnú technickú podporu. nášVertikálny CNC sústruh,Vertikálny sústruh CNC, aVertikálny sústruh CNCsú navrhnuté tak, aby vyhovovali rôznym potrebám rôznych obrábacích aplikácií.

Ak máte záujem o naše vertikálne sústruhy alebo potrebujete viac informácií o výbere reznej rýchlosti a iných parametroch obrábania, neváhajte nás kontaktovať pre podrobnú konzultáciu. Náš tím odborníkov je pripravený pomôcť vám pri výbere správnych rozhodnutí pre vaše obrábacie operácie.

Referencie

• Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2009). Výrobné inžinierstvo a technológia. Pearson Prentice Hall.
• Trent, EM a Wright, PK (2000). Rezanie kovov. Butterworth - Heinemann.