Расчёт режимов резания для токарной обработки — это процесс определения ключевых параметров, таких как скорость резания (Vc), подача (f или fn), глубина резания (ap) и частота вращения шпинделя (n), для обеспечения оптимальной производительности, качества поверхности и стойкости инструмента. Эти параметры зависят от материала заготовки, типа инструмента (например, твердосплавный или быстрорежущий), вида обработки (черновая, получистовая, чистовая) и условий (охлаждение, станок). В этой статье мы рассмотрим расчёты для стали, алюминия и титана, опираясь на стандартные формулы и рекомендуемые значения.
Телефон для связи : WhatsApp.
Основные факторы:
- Материал заготовки (твёрдость, теплопроводность).
- Инструмент (геометрия, материал).
- Станок (мощность, жёсткость).
Последовательность расчёта: ap → f → Vc → n.
+7 (495) 223-64-73
+7 (495) 726-11-08
E-mail: air2013@yandex.ru
Порядок оформления заказов — способы оформления заказа на токарные работы и металлообработку.
Основные формулы расчёта.
- Глубина резания (ap): ap = (D — d) / 2, где D — начальный диаметр заготовки (мм), d — конечный диаметр (мм). Выбирается на основе припуска и вида обработки (черновая: 2–10 мм, чистовая: 0.1–1 мм).
- Подача (f или fn): Выбирается эмпирически (мм/об). Минутная подача Vf = f × n (мм/мин).
- Скорость резания (Vc): Vc = (π × D × n) / 1000 (м/мин), где π ≈ 3.14, D — диаметр (мм), n — обороты (об/мин).
- Частота вращения шпинделя (n): n = (Vc × 1000) / (π × D) (об/мин).
- Производительность (MRR — Material Removal Rate): MRR = Vc × ap × f (мм³/мин).
Рекомендуется использовать охлаждение (СОЖ) для снижения тепла, особенно для титана.
Режимы резания для стали.
Сталь (углеродистая, легированная, нержавеющая) требует средних скоростей из-за твёрдости. Для углеродистой стали HB180-280:
| Вид обработки | Vc (м/мин) | ap (мм) | f (мм/об) |
|---|---|---|---|
| Чистовая | 220–360 | 0.4–2.0 | 0.08–0.35 |
| Получистовая | 180–340 | 0.8–4.0 | 0.15–0.40 |
| Черновая | 140–270 | 1.5–6.0 | 0.20–0.60 |
Для нержавеющей стали (≤HB230): Vc 60–200 м/мин, ap 0.1–5 мм, f 0.08–0.50 мм/об.
Пример расчёта: Для черновой обработки углеродистой стали, D=50 мм, Vc=200 м/мин, ap=3.5 мм, f=0.3 мм/об. n = (200 × 1000) / (3.14 × 50) ≈ 1273 об/мин. MRR = 200 × 3.5 × 0.3 = 210 мм³/мин.
Режимы резания для алюминия.
Алюминий позволяет высокие скорости благодаря мягкости и хорошей теплопроводности. Рекомендуемые значения:
| Вид обработки | Vc (м/мин) | ap (мм) | f (мм/об) |
|---|---|---|---|
| Общее | 200–400 | 0.5–5.0 | 0.1–0.5 |
Пример расчёта: D=40 мм, Vc=300 м/мин, ap=2 мм, f=0.2 мм/об. n = (300 × 1000) / (3.14 × 40) ≈ 2387 об/мин. MRR = 300 × 2 × 0.2 = 120 мм³/мин.
Режимы резания для титана.
Титан (например, Ti-6Al-4V) труднообрабатываем из-за низкой теплопроводности и прочности. Используйте низкие скорости, обильное охлаждение и жёсткий станок.
| Вид обработки | Vc (м/мин) | ap (мм) | f (мм/об) |
|---|---|---|---|
| Чистовое/Получистовое | 40–100 | 1–10 | 0.1–1.0 |
| Общее | 30–90 | 0.5–3.0 | <0.2 |
Пример расчёта: D=30 мм, Vc=60 м/мин, ap=1 мм, f=0.15 мм/об. n = (60 × 1000) / (3.14 × 30) ≈ 637 об/мин. MRR = 60 × 1 × 0.15 = 9 мм³/мин.
Сравнение материалов.
| Материал | Vc (м/мин) | ap (мм) | f (мм/об) | Особенности |
|---|---|---|---|---|
| Сталь | 140–360 | 0.4–6.0 | 0.08–0.60 | Средние скорости, охлаждение для нержавейки. |
| Алюминий | 200–400 | 0.5–5.0 | 0.1–0.5 | Высокие скорости, смазка против налипания. |
| Титан | 30–100 | 0.5–10 | 0.1–1.0 | Низкие скорости, обильное охлаждение, динамическая обработка. |
Расчёт режимов резания требует учёта конкретных условий. Начните с рекомендуемых значений, протестируйте на пробных заготовках. Для точных данных используйте каталоги производителей инструментов (например, Seco Tools, Sandvik). При сложных сплавах применяйте динамическую токарную обработку для контроля тепла.