Введение
Ранее в наших статьях мы рассматривали определение режимов резания для токарной обработки и фрезерования. В данной статье разберем назначение режимов для сверления.
Основные параметры сверления
Чем выше подача, тем быстрее сверло пройдет путь, необходимый
для получения отверстия заданной глубины: от торца заготовки до дна
отверстия.
При сверлении обычно рассматривают два вида подачи: подачу на оборот и минутную подачу. Подачу на оборот чаще используют при работе на токарных станках, минутная — может использоваться для составления управляющих программ на станке с ЧПУ.
Подача на оборот fn – это путь, пройденный сверлом относительно заготовки за один оборот. Размерность подачи на оборот – миллиметры на оборот (мм/об).
Минутная подача Vf – это путь, пройденный сверлом за одну минуту:
Vf = fn × n (1).
Частота вращения n в формуле 1 может означать частоту вращения шпинделя сверлильного или фрезерного станка, в котором установлено сверло, или частоту вращения заготовки для токарного станка. Поэтому далее, для простоты, будем называть это движение «частота вращения».
Размерность минутной подачи – миллиметры в минуту (мм/мин):
[мм/мин]=[мм/об]×[1/мин] (2).
Скорость снятия стружки определяется скоростью резания. При сверлении скорость резания Vc можно посчитать по формуле:
Vc = (π × Dc × n )/1000 (3),
где π=3,14; Dc — диаметр режущей части сверла (далее «диаметр сверла»); n — частота вращения.
Размерность скорости резания — метры в минуту:
[м/мин] = (3,14×[мм]×[1/мин]) / 1000 (4).
Для наладки станка и составления управляющих программ, часто необходимо получить значение частоты вращения:
n = (1000×Vc) / (π×Dc) (5).
Из формулы 5 видно, что чем больше скорость резания Vc, которую может обеспечить материал режущей части сверла, тем выше частота вращения n. А из формулы 1 получается, что чем выше частота вращения n (которая зависит от скорости резания), тем выше минутная подача Vf. Минутная подача же напрямую определяет, какой путь пройдет инструмент в единицу времени, то есть производительность обработки определяется скоростью резания.
Необходимо отметить, что скорость резания в наибольшей степени влияет
на стойкость инструмента: чем скорость выше, тем стойкость меньше.
При назначении скорости резания важно обращать внимание на материал
сверла и выбирать корректную скорость, так как цельные сверла могут быть
как из твердого сплава, так и из быстрорежущей стали. Скорость резания
для сверл из разного материала может значительно отличаться.
Глубина резания ap при сверлении определяется как половина диаметра сверла (формула 6). Поэтому для сверл больших диаметров, а это, как правило, сверла
со сменными режущими элементами (пластинами, головками), следует
учитывать возможности шпинделя станка по мощности и крутящему моменту.
Так как диаметр сверла (а следовательно, и глубину резания) обычно
поменять нельзя, то если станок не «тянет», остается только уменьшать
подачу и, во вторую очередь, частоту вращения.
ap = Dc / 2 (6).
Размерность глубины резания — миллиметры.
Режимы резания
На нескольких примерах рассмотрим рекомендации по режимам резания
в том виде, как они представлены в каталогах поставщиков режущего
инструмента. Первый пример — часть таблицы с режимами для сверл
со сменными пластинами.
В столбцах 1 и 2 таблицы определены характеристики материала
заготовки, для которого в последующих столбцах таблицы даны
рекомендованные режимы резания. В рассматриваемом фрагменте таблицы
режимы даны для двух больших групп материалов: сталей и нержавеющих
сталей — для которых выделены подгруппы по составу или структуре
материала с указанием максимальной твердости, возможной для обработки
данными сверлами.
В столбце 3 представлены диапазоны скорости резания. Значение,
выделенное жирным, среднее значение, рекомендованное, как первый выбор.
Определив по таблице скорость резания и зная диаметр сверла, которое
планируется использовать для обработки, по формуле 5 можно посчитать
частоту вращения, значение, которое необходимо для наладки станка.
Столбцы с 4 по 7 содержат максимальные и минимальные значения подачи
на оборот для определенных диапазонов диаметров сверла. Если фактический
диаметр сверла ближе к верхней границе диапазона, то следует выбрать
максимальную подачу, если к нижней — минимальную. Или выбрать среднее
значение подачи, если диаметр сверла попадает в середину диапазона.
Если для написания управляющей программы необходимо перейти от подачи
на оборот к минутной подаче, то сделать это можно, воспользовавшись
формулой 1.
В качестве второго примера разберем фрагмент таблицы с режимами резания для цельных твердосплавных сверл.
Так же, как и для сверл со сменными пластинами, в первых двух столбцах
таблицы (1 и 2) указываются материалы заготовки, для которых даны
рекомендованные режимы.
В столбце 3 содержатся диаметры сверл, для каждого из которых
в последующих столбцах определены величины скорости резания и подачи.
Так как возможна большая номенклатура сверл с различными диаметрами
(например, в диапазоне диаметров от 3 до 16 мм с шагом 0,1 мм),
в таблице приведены режимы только для нескольких наиболее часто
применяемых целых значений диаметра сверла. А для промежуточных
диаметров, следует выбирать значения режима, ориентируясь на информацию
по ближайшему большему и меньшему диаметру.
Можно заметить, что скорость резания (столбцы o;4, 5, 7) будет
отличаться только в зависимости от конструкции сверла: возможной глубины
сверления, то есть длины рабочей части сверла, и наличия каналов СОЖ.
И для всех диаметров сверла при обработке одного материала будет
одинакова. Это связано с тем, что возможность обеспечить определенную
скорость резания главным образом зависит от материала сверла. Также
стоит заметить, что при прочих равных условиях, сверлам с внутренними
каналами СОЖ можно назначать более высокую скорость резания,
чем без каналов. Следовательно, и производительность работы сверл с каналами СОЖ будет выше.
Величина подачи на оборот в столбцах 6 и 8 может отличаться
в зависимости от возможной глубины сверления, а кроме того меняется
для различных диаметров сверла. Для промежуточных диаметров сверла,
для которых в таблице режимы напрямую не указаны, можно назначить подачу
равную той, что указана для ближайшего диаметра. А если диаметр сверла
близок к среднему между соседними приведенными в таблице величинами,
то следует посчитать среднее значение подачи, от рекомендованных
для этих соседних диаметров.
Заключение
Правильный выбор режимов резания при сверлении напрямую влияет
на качество отверстий, производительность и стойкость инструмента.
Основными параметрами остаются подача, скорость резания и частота
вращения — они связаны между собой и требуют комплексного подхода.
На практике рекомендованные значения проще всего определять по таблицам
производителей инструмента, адаптируя их под фактические условия
обработки: диаметр сверла, глубину сверления, наличие внутренних каналов
СОЖ и характеристики материала заготовки.
Использование корректных режимов позволяет снизить нагрузку
на инструмент, избежать преждевременного износа и добиться стабильного
результата даже при обработке труднообрабатываемых материалов.
---------------------------------------------------------------------
С 1990 года компания Abamet занимается комплексным оснащением производств в сфере металлообработки. Станки с ЧПУ по металлу, станочная оснастка, режущий инструмент – в каталоге интернет-магазина. Продажи и поставки по всей России. Познакомиться с нами, а также получить профессиональную консультацию можно на нашем сайте Abamet.ru. Переходите, выбирайте, спрашивайте!