Dobór parametrów dla frezowania Wytyczne dobru parametrów obróbkowych dla frezowania: Dobór narzędzia. W katalogu narzędzi naleŝy odszukać narzędzie, które z punktu widzenia technologii umoŝliwi zrealizowanie konkretnej obróbki (np. frezowanie płaszczyzny). Określa się podstawowe wymiary narzędzia (głównie średnicę D) oraz liczbę ostrzy (z). Dobór parametrów skrawania. Do wybranego narzędzia dobieramy określony typ (przewidziany przez producenta) płytek skrawających. Uwzględniając materiał przewidziany do obróbki z katalogu dobiera się materiał z którego są wykonane płytki skrawające i ewentualnie materiał, którym są pokrywane. Określa się podstawowe parametry skrawania (v c i f z ) zalecane przez producenta płytek do obróbki danego materiału. Określenie parametrów obróbkowych dla obrabiarki. Na podstawie dobranych parametrów skrawania naleŝy określić parametry obróbkowe dla obrabiarki (prędkość obrotową wrzeciona n i prędkość posuwową v f ) Określenie parametrów technologicznych obróbki. Opierając się na załoŝonej wydajności objętościowej obróbki (Q) dobieramy głębokość frezowania (a p ) i szerokość frezowania (a e D) Określenie mocy skrawania. Opierając się na wcześniej dobranych parametrach i korzystając z materiałowego współczynnika oporu skrawania (k c ) naleŝy obliczyć moc skrawania (P c ), a następnie (uwzględniając sprawność napędu) niezbędną moc napędu wrzeciona (P mot ). Moc ta nie moŝe przekroczyć mocy nominalnej (P N ) napędu wrzeciona obrabiarki. JeŜeli P mot >P N naleŝy odpowiednio zmniejszyć głębokość (a p ) lub/i szerokość frezowania (a e ), ewentualnie (w uzasadnionych przypadkach) prędkość posuwową (v f ) Parametry frezarki Arrow 500 Przemieszczenie wzdłuŝne X [mm] 510 Przemieszczenie poprzeczne Y [mm] 510 Przemieszczenie pionowe Z [mm] 510 Moc WR [kw] 5.5 Zakres prędkości obrotowych [obr/min] 0-000 Max. posuwy robocze X, Y, Z [m/min] 12 Przesuwy szybkie X, Y, Z [m/min] 20 Max. średnica narzędzia [mm] 80
ZaleŜności teoretyczne: Prędkość obrotowa wrzeciona: vc *1000 n [min -1 ] D *π v C [m/min] prędkość skrawania D [mm] średnica narzędzia Prędkość posuwowa: f z [mm/z] posuw na ostrze (ząb) z liczba ostrzy (zębów) narzędzia n [min -1 ] prędkość obrotowa wrzeciona Wydajność objętościowa frezowania: a e [mm] szerokość frezowania a p [mm] głębokość frezowania v f [mm/min] prędkość posuwowa v f * z n [mm/min] f Z * ae * a p * v f Q [cm 3 /min] 1000 Po wstępnym doborze parametrów skrawania naleŝy obliczyć zapotrzebowanie na moc skrawania (P C ) i sprawdzić (z uwzględnieniem sprawności napędu) czy nie przewyŝsza ona mocy nominalną napędu wrzeciona (P N ) Warunek konieczny: Moc skrawania: P mot P N a p * ae * v f * kc P c [kw] 0 *10 a e [mm] szerokość frezowania a p [mm] głębokość frezowania v f [mm/min] prędkość posuwowa
k c [N/mm 2 ] współczynnik materiałowy określający opór skrawania Opór właściwy skrawania m m c kc h * k c1.1 [N/mm 2 ] h m [mm] średnia grubość wióra a h f e m z D [mm] m c wykładnik k c1.1 [N/mm 2 ] współczynnik oporu skrawania przy a e 1mm i a p 1mm Przykładowe wartości współczynnika k c1.1 MATERIAŁ (DIN) Stal konstrukcyjna (14NiCr14) Stal narzędziowa (X210CrW12) Stal nierdzewna (X5CrNiMo17122) śeliwo (GG30) k c1.1 m c [N/mm 2 ] 1524 0.24 2230 0.23 1957 0.20 1229 0.28 Moc z uwzględnieniem sprawności mechanicznej napędu wrzeciona: PC P mot [kw] η Pc [kw] moc skrawania η współczynnik sprawności napędu (η0.75-0.80)
Przykład 1: Zadanie polega na doborze (z katalogu narzędzi) narzędzia spełniającego wymagania obróbki, doborze parametrów skrawania (v c i f z ), oraz parametrów technologicznych obróbki (a e i a p ) tak aby uzyskać załoŝoną wydajność obróbki (Q) Obrabiarka: Moc nominalna napędu wrzeciona: P N 5.5 kw Zakres prędkości obrotowych wrzeciona n150-000 min -1 Zakres prędkości posuwowych: v f 0-12000 mm/min Maksymalna średnica narzędzia: D max 80 mm Materiał obrabiany: Stal 45 w stanie ulepszonym 32HRC (k c1.1 1524 N/mm 2 i m c 0.24) Zakładana wydajność obróbki Q 100 cm 3 /min Narzędzie: Z katalogu firmy Ingersoll dobrana została głowica frezarka typ 5NR080R00 i płytki skrawające o symbolu SHET1504AJTN Średnica głowicy D 80 mm Liczba ostrzy z 7 Zalecana prędkość skrawania v C 220 m/min i posuw na ostrze f z 0.25 mm/z Obliczenie parametrów obróbkowych dla obrabiarki: Wymagana prędkość obrotowa wrzeciona: 220 *1000 80 * π Wymagana prędkość posuwowa narzędzia: 1 n 875 min przyjęto n 850 min -1 v f 0.25* 7 *850 1487.5mm / min przyjęto v f 1450 mm/min Obliczenie objętościowej wydajności frezowania: Uwzględniając planowaną objętościową wydajność frezowania Q100 cm 3 /min zakłada się głębokość frezowania a p 1.5 mm i szerokość frezowania a e 48 mm (0%D) Q 1 3 3.5* 48*1450 1000 104.4cm Sprawdzenie mocy skrawania: h m 0.25 48 0. 2mm 80 / min 100cm / min
k c 0.24 2 0.2 *1524 2242N / mm 1.5 * 48 *1450 * 2242 P c 3. 9kW 0 *10 3.9 Pmot 5.2kW < PN 5. 5kW 0.75 P mot P N czyli O.K.
Przykład 2: Zadanie polega na określeniu maksymalnej wydajności skrawania (Q) jaka jest moŝliwa do uzyskania na konkretnej obrabiarce dla załoŝonego narzędzia i materiału obrabianego. Obrabiarka: Moc nominalna napędu wrzeciona: P N 22 kw Zakres prędkości obrotowych wrzeciona n150-4500 min -1 Zakres prędkości posuwowych: v f 0-20000 mm/min Maksymalna średnica narzędzia: D max 80 mm Materiał obrabiany: Stal 45 w stanie ulepszonym 32HRC (k c1.1 1524 N/mm 2 i m c 0.24) Narzędzie: Z katalogu firmy Ingersoll dobrana została głowica frezarka typ 5NR080R00 i płytki skrawające o symbolu SHET1504AJTN Średnica głowicy D 80 mm Liczba ostrzy z 7 Zalecana prędkość skrawania v C 220 m/min i posuw na ostrze f z 0.25 mm/z Obliczenie maksymalnej mocy skrawania: Pc Pmot * η 22 * 0.75 1. 5kW Obliczenie parametrów obróbkowych dla obrabiarki: Wymagana prędkość obrotowa wrzeciona: 220 *1000 80 * π Wymagana prędkość posuwowa narzędzia: 1 n 875 min przyjęto n 850 min -1 v f 0.25* 7 *850 1487.5mm / min przyjęto v f 1500 mm/min
Obliczenie maksymalnej głębokości skrawania a p : Zakładamy szerokość frezowania głowicą (ok. 0%D) a e 50 mm h m 0.25 50 0. 2mm 80 k c 0.24 2 0.2 *1524 2242N / mm a Pc * 0 *10 a * v * k 1.5 * 0 *10 p e f c 50 *1500 * 2242 mm Obliczenie objętościowej wydajności frezowania: * 50 *1500 Q 450cm 1000 3 / min