Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Скорость резания — длина пути, которую режущая кромка проходит относительно обрабатываемой поверхности в единицу времени. Измеряется в м/мин и рассчитывается по формуле Vc = πDn / 1000. Это ключевой параметр режима резания: именно от него в наибольшей степени зависят тепловыделение в зоне контакта, стойкость инструмента и шероховатость обработанной поверхности.
Согласно ГОСТ 25762-83 «Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий» (статус: действующий), скорость резания Vc определяется как скорость рассматриваемой точки режущего лезвия в главном движении резания. Это физическая характеристика процесса, не зависящая от диаметра заготовки или инструмента. Стандарт соответствует ISO 3002/1.
Частота вращения шпинделя n (об/мин) — технологический параметр, задаваемый на станке. При неизменном n скорость резания меняется при изменении диаметра: на токарном станке Vc уменьшается по мере съёма металла с наружной поверхности. Режим G96 на токарных станках с ЧПУ автоматически увеличивает n при уменьшении D, поддерживая Vc = const на протяжении всей обработки.
Vc = (π × D × n) / 1000 — скорость резания, м/мин
n = (1000 × Vc) / (π × D) — частота вращения шпинделя, об/мин
Где: D — диаметр в мм; n — частота вращения, об/мин; коэффициент 1000 переводит мм в м.
Для токарной обработки D — диаметр обрабатываемой поверхности заготовки. Для фрезерования и сверления D — диаметр инструмента. Принципиальное различие: при точении D изменяется от прохода к проходу, поэтому частота вращения пересчитывается под каждый технологический переход.
Пример 1. Точение. Наружное точение стали 45 резцом с пластиной Т15К6, диаметр заготовки D = 60 мм, рекомендуемая Vc = 250 м/мин. Расчёт: n = (1000 × 250) / (3,1416 × 60) ≈ 1326 об/мин. На станке выбирается ближайшая доступная ступень (1250 или 1400 об/мин) согласно паспорту.
Пример 2. Сверление. Сверло Р6М5, d = 16 мм, материал заготовки — сталь 45, Vc = 25 м/мин. Расчёт: n = (1000 × 25) / (3,1416 × 16) ≈ 497 об/мин (принимается 500 об/мин).
Приведённые значения соответствуют рекомендациям Справочника технолога-машиностроителя (под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, 4-е изд., М.: Машиностроение, 1985–1986) и справочника «Режимы резания металлов» (под ред. А.Д. Корчемкина, М.: НИИТАвтопром, 1995). Значения относятся к черновой и получистовой обработке при стойкости инструмента T = 30–90 мин. При применении СОЖ верхнюю границу диапазона допускается увеличивать на 15–20%.
Примечание. Марки твердосплавных материалов приведены по ГОСТ 3882-74. В современном производстве широко применяются сменные многогранные пластины (СМП) с износостойкими покрытиями TiN, TiCN, Al²O³, TiAlN, обеспечивающими повышение допустимой скорости резания на 30–80% по сравнению с неокрашенным инструментом.
Скорость резания оказывает наибольшее тепловое воздействие на зону резания среди всех параметров режима: при её росте температура в контактной зоне инструмент–заготовка возрастает значительно быстрее, чем при увеличении подачи или глубины резания. Количественная зависимость описывается формулой Тейлора (1907):
Vc × Tm = C
T — стойкость инструмента, мин; m — показатель относительной стойкости (показатель Тейлора); C — постоянная, зависящая от пары «инструментальный материал–обрабатываемый материал».
Типовые значения показателя m по инструментальным материалам (по данным Справочника технолога-машиностроителя и международных академических источников ISO 3685):
При m = 0,20 (нижняя граница для твердосплава): двукратное увеличение скорости резания сокращает стойкость в 21/0,2 = 32 раза. При m = 0,40 (верхняя граница): сокращение в 21/0,4 = 22,5 ≈ 5,7 раза. Таким образом, двукратный рост Vc снижает стойкость твердосплавного инструмента приблизительно в 6–32 раза в зависимости от марки сплава и обрабатываемого материала. Для быстрорежущей стали зависимость ещё жёстче: при m = 0,10 двукратный рост Vc сокращает стойкость в 210 = 1024 раза.
Для инструмента из CBN и режущей керамики высокий показатель m (0,50–0,70) означает меньшую чувствительность стойкости к изменению скорости. Именно это позволяет применять CBN при обработке закалённых сталей (HRC 45–65) на скоростях 60–200 м/мин, где твердосплав уже нестабилен, а керамику — при чистовом точении чугуна на скоростях 400–800 м/мин.
Нормативная стойкость для твердосплавных резцов при точении: T = 30–90 мин (по Справочнику технолога-машиностроителя). Превышение рекомендуемой скорости резания на 20–30% может привести к катастрофическому износу или поломке инструмента значительно раньше расчётного срока.
Зависимость Ra от Vc нелинейна. При обработке углеродистых и легированных сталей традиционно выделяют три характерных диапазона. Конкретные значения скоростей зависят от марки инструментального материала: для инструмента из быстрорежущей стали зоны сдвинуты в область меньших скоростей (в 3–5 раз), для твердосплавного инструмента — соответствуют приведённым значениям.
Для чугуна нарост не образуется из-за хрупкого стружкообразования — зависимость Ra–Vc более монотонна. Для нержавеющей стали аустенитного класса склонность к наростообразованию высокая из-за низкой теплопроводности и высокой адгезионной активности: рекомендуется работать на скоростях выше 80 м/мин с обязательным применением СОЖ. Для алюминиевых сплавов нарост при малых скоростях устраняется при Vc > 200–300 м/мин для твердосплавного инструмента; чистовое точение и фрезерование алюминия с PCD выполняется при 500 м/мин и выше.
Скорость резания рассчитывается по формуле Vc = πDn / 1000 и является ключевым тепловым параметром резания. Для углеродистых сталей при работе неокрашенным твердосплавом типа ТК рабочий диапазон — 180–300 м/мин; для нержавеющей стали аустенитного класса — 80–150 м/мин (150–200 м/мин с PVD-покрытием); для серого чугуна с ВК-сплавом — 80–150 м/мин; для алюминиевых сплавов с ВК3М — 200–500 м/мин, с PCD — 500–2000 м/мин. Приведённые значения из таблиц служат стартовой точкой: окончательный выбор режима выполняется по результатам пробных проходов с контролем износа инструмента, шероховатости Ra и анализом характера стружки.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.