Автор: Джон Митчелл (John Mitchell)

Автор: Джон Митчелл (John Mitchell)

Выбор правильного угла в плане может увеличить срок службы инструмента. Как правильно определить угол инструмента в зависимости от параметров резания и условий обработки?

Определение правильной скорости резания и подачи при обработке является главным условием оптимизации производительности. Но есть еще один аспект, на который стоит обратить внимание – это угол токарного инструмента в плане. Угол в плане 90° позволяет получать стружку в среднем такой толщины, которая равна заданной подаче. То есть, если подача на оборот составляет 0,20 мм, средняя толщина стружки составит 0,20 мм. Если же угол составляет 45°, то при аналогичных значениях подачи на оборот (0,20 мм) толщина стружки составит 0,13 мм.

Знание этой особенности может помочь оптимизировать процесс. При использовании угла в плане 45° оператор должен запрограммировать подачу инструмента на 0,28 мм на оборот. Тогда средняя толщина стружки составит те же 0,20 мм, а цикл обработки будет короче. Сокращение времени работы инструмента продлевает срок его службы. С другой стороны, если средняя толщина стружки будет очень мала, это может привести к «истиранию» инструмента, деформационному упрочнению детали и значительно сократит срок службы инструмента.

Выбор правильного угла в плане может увеличить срок службы инструмента. При этом следует подумать об угле врезания в деталь. Наиболее распространенной на рынке режущих пластин для токарной обработки является пластина CNMG (с углом при вершине 80°), угол в плане которой составляет -5°. Отрицательный угол в плане означает, что врезание будет осуществляться самым слабым местом пластины – радиусом закругления вершины. С другой стороны, с углом в плане 45° инструмент будет постепенно врезаться в деталь самой прочной частью. При этом форма обрабатываемой детали, безусловно, должна соответствовать углу в плане, иначе может возникнуть необходимость в дополнительной операции. Если заготовка имеет заплечик 90°, может потребоваться повторная обработка или использование пластины CNMG.

Режущие силы действуют по касательной к углу в плане. Если использовать инструмент с углом в плане 45°, силы резания будут действовать на деталь по направлению вниз под тем же углом. Если угол составляет 90°, силы резания будут действовать параллельно оси заготовки. При этом давление на деталь оказывается небольшим и направляется обратно на патрон. Инструмент с углом в плане 45° оказывает более сильное давление на деталь, что при наличии тонких стенок или малого диаметра может привести к ее деформации или отклонению.

В качестве альтернативы можно использовать пластину CNMG с тупым углом (100°). При этом угол в плане составит 40°, что позволит получить восемь углов инструмента вместо обычных четырех. Этот вариант подходит для прерывистого резания.

К фрезерованию применимы те же принципы. Если угол составляет 90°, средняя толщина стружки, которую производит фреза, будет равна заданной величине подачи на зуб. С углом в плане 45° инструмент будет производить стружку, средняя толщина которой составит всего 70 % от заданной толщины. Это позволит увеличить скорость подачи и продлить срок службы инструмента. Тем не менее, если обрабатываемая деталь имеет тонкие стенки, фреза может толкать ее вниз по мере прохода. По завершении прохода поверхность обработанной детали становится волнистой – это означает восстановление начальной формы. Однако в итоге может обнаружиться несоответствие техническим требованиям или низкое качество обработки поверхности.

Этот принцип лежит в основе фрезерования на высоких подачах. При наличии соответствующего угла в плане обычная фреза для высоких подач будет производить стружку со средней толщиной 20 % от запрограммированного значения подачи на зуб. Это позволяет достигать очень высокой скорости подачи. Сила резания направлена сверху вниз внутрь детали и прямо вверх в шпиндель, что приводит к небольшому отклонению и сокращает перпендикулярные силы резания на шпинделе, тем самым увеличивая срок службы инструмента. Наиболее распространенной ошибкой при фрезеровании на высоких подачах является установка низкой скорости инструмента. Это может привести к трению и сократить срок службы инструмента. Наиболее приемлемый вариант – это установить рекомендуемую повышенную скорость подачи инструмента и использовать небольшую глубину реза, увеличивая ее до тех пор, пока не будет достигнут желаемый результат. Сначала следует выполнить тестовый рез при рекомендованных параметрах скорости и подачи (подача на зуб 1,52 мм) с небольшой глубиной резания 0,25 мм. При этом следует проконтролировать значение мощности на мониторе станка. Если процесс идет нормально, можно постепенно увеличивать глубину – 0,508 мм, затем 0,762 мм, 1,016 мм и так далее до достижения оптимального диапазона мощности.

Тот же принцип применим и для фрез с круглыми режущими пластинами, хотя угол в плане такого инструмента зависит от глубины резания. При малой глубине получается очень тонкая стружка, и можно работать на высоких подачах. Однако когда фреза достигает стенки, угол в плане быстро меняется с малого в 10° на 90°, и это может привести к непоправимым повреждениям. В отличие от таких инструментов, на фрезах для высоких подач предусмотрены зазоры, предназначенные специально для этой операции.

Источник материала: перевод статьи
Lead, follow or get out of the way,

Shop Metalworking Technology (SMT)

Автор статьи:
Автор: Джон Митчелл (John Mitchell),
генеральный директор компании Tungaloy в Канаде.



Понравилась статья? Поделитесь: