Перейти к содержимому 
Параметры подачи и скорости вращения 4-зубчатой концевой фрезы: метод «сначала настройка»
Определение значений подачи и скорости вращения для 4-канальной концевой фрезы не сводится к выбору одного «правильного» значения числа оборотов и скорости подачи. Полезной отправной точкой служат конкретные данные о резце, обрабатываемом материале и операции. Как только эти данные известны, расчёт становится простым: рассчитайте частоту вращения шпинделя, умножьте её на количество канавок и выбранную подачу на зуб, а затем проверьте, выдерживают ли резание и станок полученный результат.
Эта последняя проверка имеет большое значение. Четырехзубчатая торцевая фреза выполняет четыре режущих движения за один оборот, но при этом расстояние между зубьями у неё меньше, чем у фрезы с меньшим количеством зубьев и аналогичным диаметром. Расчёт подачи может быть верным, но при этом в пазу всё равно будет скапливаться стружка, возникать трение во время осторожного чистового прохода или перегружаться длинная и гибкая заготовка.
Подтвердите ввод данных, относящихся к конкретному инструменту
Начните с данных по конкретному инструменту. Общая таблица материалов может объяснить эти переменные, но она не учитывает материал основы резака, покрытие, подготовку режущей кромки, геометрию канавки или полезную длину. Рекомендации производителей инструментов обычно содержат диапазон скоростей резания и подачу на зуб для указанных материалов и условий резания. Рассматривайте эти значения как отправную точку, а не как стандарт, применимый ко всем четырёхканальным фрезам.
| Значение | Получить его можно по адресу | Что он контролирует |
|---|---|---|
Диаметр режущего инструмента, D | Сам инструмент или чертеж инструмента | Преобразует скорость резания в обороты в минуту (RPM) |
Скорость резания, Vc или SFM | Данные по конкретному инструменту и обрабатываемому материалу | Начальная скорость вращения шпинделя |
Подача на зуб, fz или IPT | Точные данные об инструменте, включая условия зацепления | Расчетная толщина чипа до корректировок при зацеплении |
Количество флейт, z | Фактический резец | Для этого расчёта нужно четыре |
| Радиальное и осевое зацепление | Работа на станке с ЧПУ и проверенная траектория инструмента | Площадь чипа, нагрузка, прогиб и тепловыделение |
| Предельные значения частоты вращения, подачи и мощности станка | Техническая документация на оборудование и текущие настройки | Можно ли выполнить рассчитанную команду |
| Биение, вылет и состояние держателя | Проверка измерений и настройки | Объединяют ли все четыре ребра одну и ту же грань |
Сайт Серия высокотвердых четырехзубчатых торцевых фрез S650 предназначено для определения подходящих семейств инструментов. Оно не заменяет проверку геометрии, размеров и данных по применению выбранного режущего инструмента перед его программированием.
Для общего сравнения продуктов на уровне отдельных моделей ознакомьтесь с Серия универсальных четырехзубчатых торцевых фрез S550, после чего необходимо подтвердить выбранный диаметр, геометрию и указанную область применения, прежде чем вводить какие-либо начальные значения.
Чтобы сравнить более широкий спектр геометрий режущих элементов, прежде чем сузить выбор до конкретной серии четырехрежущих инструментов, воспользуйтесь твердосплавная концевая фреза страницу, а затем вернитесь к точным данным об инструменте для окончательного расчёта.
Также необходимо определить режим резания. При полноширотинном прорезании резец в большей степени окружен материалом, что затрудняет выход стружки по сравнению с легким боковым резанием. Финишный проход с небольшим радиальным зацеплением создает иную проблему, связанную с толщиной стружки. Поэтому для этих видов резания одному и тому же номинальному резцу требуются разные начальные условия.
Сначала рассчитайте число оборотов в минуту, а затем — подачу по столу
Для дюймовой системы единиц скорость вращения шпинделя можно рассчитать по значению «поверхностные футы в минуту»:
RPM = (SFM × 3,82) ÷ D (дюймы)
Для метрических единиц измерения:
RPM = (1000 × Vc) ÷ (π × D (мм))
Используйте скорость резания, указанную в данных выбранного инструмента, с учетом условий, соответствующих обрабатываемому материалу и виду операции. Затем сверьте полученный результат с допустимым диапазоном оборотов шпинделя станка. Если рассчитанная частота вращения превышает предельное значение станка, используйте достижимую частоту вращения и пересчитайте подачу по таблице. Не оставляйте команду подачи без изменений.
Подача стола осуществляется следующим образом:
Vf = n × z × fz
где:
Vfпредставляет собой скорость подачи стола в дюймах в минуту или миллиметрах в минуту;n— это частота вращения шпинделя в оборотах в минуту;z— это количество канавок, которое в данном случае равно 4;fz— это подача на зуб в дюймах на зуб или миллиметрах на зуб.
Эти модули обеспечивают быструю проверку на наличие ошибок:
(об/мин) × (зубьев/об.) × (длина/зуб) = длина/мин
Если частота вращения (RPM) изменяется, а подача на зуб должна оставаться постоянной, подача по столу должна изменяться в той же пропорции. Уменьшение частоты вращения вдвое при неизменной подаче на зуб (IPM) приводит к удвоению запрограммированной подачи на зуб. Уменьшение подачи вдвое при неизменной частоте вращения может привести к недостаточному смазыванию режущей кромки и возникновению трения. Любое из этих изменений может быть оправдано на этапе диагностики, но оно должно быть целенаправленным.
Наличие четырёх каналов также объясняет, почему скорость подачи, взятую из параметров двухканального инструмента, нельзя перенести без изменений. При одинаковой частоте вращения и скорости подачи на зуб четырехканальный инструмент требует вдвое большей скорости подачи стола. Однако эти расчёты не доказывают, что он способен удалять стружку в два раза быстрее. Практические ограничения по-прежнему накладываются за счёт зоны контакта и межканального пространства.
Сверьте число с пороговым значением
Данная формула описывает зацепление зубьев. Она не описывает весь диапазон рабочих условий. Перед запуском рассчитанных команд проверьте их на соответствие следующим условиям.
Продольное фрезерование против бокового фрезерования
При фрезеровании паза на всю ширину каждая канавка дольше находится в зоне резания, а стружка выходит через ограниченное пространство. Четырехканавочная геометрия может хорошо работать при подходящем материале и конструкции инструмента, однако при фрезеровании паза, в котором происходит повторное резание стружки или скапливается тепло, требуются иные начальные условия, чем при фрезеровании с открытыми боковыми сторонами.
При небольшом радиальном зацеплении толщина стружки может оказаться меньше, чем следует из запрограммированной подачи на зуб. Это явление называется радиальным уменьшением толщины стружки — отдельный расчет, зависящий от диаметра резака и радиального зацепления. Не следует вносить поправку, применяя произвольный процент. Воспользуйтесь рекомендациями производителя инструмента по зацеплению или проверенным расчетом уменьшения толщины стружки для данной траектории резания.
Биение и нагрузка на канавку
Распределение нагрузки на зуб предполагает, что режущие кромки равномерно делят нагрузку. Биение может привести к тому, что одна кромка будет нести нагрузку, превышающую предусмотренную долю, в то время как другая практически не будет участвовать в резании. В таком случае четырехреберный инструмент ведет себя не как четыре равных зубца, а скорее как один или два перегруженных режущих края. Проверьте держатель, цангу, конус и сам инструмент, а также измерьте биение, если процесс чувствителен к этому или повторяющиеся поломки режущих краев указывают на неравномерную нагрузку.
Вылет, держатель и реакция станка
Чрезмерный вылет увеличивает риск отклонения. Гибкость инструмента, держателя, заготовки или станка может привести к тому, что даже приемлемая нагрузка на зуб вызовет вибрацию, конусность или ухудшит качество поверхности стенки. Предельное число оборотов шпинделя — не единственное ограничение станка; важную роль играют также доступная мощность в диапазоне оборотов и достижимая скорость подачи стола.
Не всегда правильным решением является уменьшение всех значений. При резании, сопровождающемся трением, может потребоваться увеличение толщины стружки. При резании, сопровождающемся вибрацией, может потребоваться уменьшение радиального зацепления, сокращение вылета, улучшение фиксации заготовки или выбор другого диапазона скоростей. Перед редактированием программы необходимо определить причину проблемы.
Проверьте настройки, не меняя всё сразу
Рассматривайте первый запуск как контрольное испытание.
- Уточните тип инструмента, его диаметр, количество канавок, рабочую длину и состояние.
- Проверьте чистоту держателя, его зажим, вылет, закрепление заготовки и запрограммированную траекторию инструмента.
- Укажите источник данных о скорости резания и подаче на зуб, а также условия резания, связанные с этими данными.
- Рассчитайте число оборотов в минуту и скорость подачи по столу. Проверьте единицы измерения и пределы рабочего диапазона станка.
- Начните с консервативных условий резания или утвержденных контрольных условий. Сохраняйте запланированное соотношение подачи на зуб, за исключением случаев, когда в качестве тестируемой переменной выступает толщина стружки.
- Следите за нагрузкой на шпиндель и удалением стружки. Прислушивайтесь к стабильному звуку резания и проверяйте, удаляется ли стружка, а не подвергается ли повторной обработке.
- Прекратите обработку, если стружка скапливается в месте реза, звук становится нестабильным, нагрузка резко возрастает, держатель или инструмент нагревается ненормально, либо деталь начинает смещаться или прогибаться.
- Прежде чем увеличить нагрузку, проверьте форму стружки, состояние кромок, качество отделки стен или пола, а также результаты измерения размеров.
- Измените одну переменную и запишите результат.
Переопределения подачи и скорости полезны во время пробной обработки, но они могут скрыть взаимосвязь между числом оборотов и подачей по столу. Если изменяются оба параметра, запишите фактические значения и рассчитайте итоговую подачу на зуб, прежде чем принять их в качестве новой программы.
Перед устранением неисправности ознакомьтесь с сигналом о неисправности
| Сигнал | Сначала проверьте | Первое направление регулировки |
|---|---|---|
| Мелкая пыль, размазывание, некачественное формирование кромок или их быстрое полирование | Фактическая подача на зуб, биение и информация о том, было ли увеличено число оборотов без изменения подачи | Восстановите заданную нагрузку на режущую кромку в пределах допустимых значений инструмента; не уменьшайте подачу автоматически |
| Скопление стружки в пазу, следы повторной резки или повышение температуры | Подача воздуха или охлаждающей жидкости, пространство между канавками, радиальное зацепление и выход стружки | Улучшить эвакуацию или уменьшить зацепление; пересмотреть, подходит ли данная геометрия с четырьмя канавками для данного паза |
| Высокая нагрузка, прогиб, коничность или сколы по краям | Тип инструмента, материал, глубина врезания, вылет, держатель и мощность станка | Уменьшайте условия, создающие нагрузку, по одной переменной за раз; по возможности сокращайте или упрочняйте конструкцию |
| Повторяющиеся щелчки или нестабильный звук | Биение, зажимное устройство, закрепление заготовки, собственная частота и диапазон скоростей | Сначала устраните механический люфт, а затем проверьте, не происходит ли намеренное изменение скорости или режима работы |
| Одна флейта изнашивается или получает сколы раньше остальных | Биение, состояние кромки, цанга и посадка инструмента | Перед уменьшением значений всех параметров необходимо правильно распределить нагрузку |
Сама по себе температура не является исчерпывающим диагнозом. Нагрев инструмента может быть вызван трением, чрезмерной скоростью резания, повторной обработкой стружки или недостаточной подачей охлаждающей жидкости. Меры по устранению проблемы в каждом из этих случаев различаются.
Проверка при вводе в эксплуатацию
Перед запуском процесса в документации по настройке должны быть даны ответы на следующие вопросы:
- Зависят ли значения скорости резания и подачи на зуб от конкретного инструмента и обрабатываемого материала?
- Обеспечивают ли заданные обороты, количество канавок и подача стола требуемую подачу на зуб?
- Указаны ли радиальное и осевое зацепление?
- Могут ли стружки выходить из зоны резания без повторного резания?
- Являются ли биение, вылет, держатель и зажим заготовки приемлемыми для достижения требуемого результата?
- Достигает ли станок заданной частоты вращения и выполняет ли он подачу по фактической траектории инструмента?
- Обеспечила ли пробная резка стабильный звук, управляемую нагрузку, неповрежденные кромки и приемлемое качество детали?
- Каждая корректировка производилась по какой-либо зафиксированной причине?
Если какой-либо ответ неизвестен, процесс все еще находится на стадии проверки. Первое число можно получить с помощью диаграммы или калькулятора. Станок, заготовки и измеряемая деталь определяют, подходит ли это число для серийного производства.
