Grundlagen der Bearbeitung: die Beziehung und Berechnungsformeln von Vorschub, Schnitttiefe und Schnittgeschwindigkeit

Zerspanungsparameter sind der umfassende Satz von Faktoren, die die dynamische Welt der Bearbeitung definieren. Diese Faktoren umfassen das grundlegende Trio von Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeitund Schnitttiefe. Ihr Zusammenspiel hat einen tiefgreifenden Einfluss auf die Leistung eines jeden Bearbeitungsvorgangs.

Bei diesen Parametern lassen sich zwei Kategorien unterscheiden, die jeweils unterschiedlichen Zwecken dienen. Die erste ist das Streben nach einer wirtschaftlichen Nutzungsdauer, die darauf abzielt, die Kosten zu minimieren, die mit Einzelteilfertigung. Bei dieser Strategie werden die Zerspanungsparameter unter dem Gesichtspunkt der Kosteneffizienz sorgfältig ausgewählt. Die zweite Kategorie konzentriert sich auf das Erreichen einer maximalen Produktivität. Dies ist in Zeiten hoher Produktionsanforderungen entscheidend. Hier geht es darum, Schneidparameter zu finden, die die Produktivität optimieren, auch wenn die Zeit drängt.

In diesem Artikel werden wir die komplizierten Beziehungen zwischen Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe untersuchen. Durch diese Untersuchung wollen wir die Geheimnisse hinter der Entwicklung der perfekten Schnittformel für jede Bearbeitungsaufgabe lüften.

Grundsätze der Auswahl von Schneidparametern

Bei Zerspanungsvorgängen sind Schnittparameter wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe entscheidend für den Prozess. Die Wahl dieser Parameter ist nicht nur eine technische, sondern eine strategische Entscheidung, die sich sowohl auf die Produktivität als auch auf die Kosteneffizienz auswirkt. In diesem Abschnitt werden wir die Grundsätze für die Auswahl der idealen Schnittparameter erforschen und wie diese für folgende Zwecke angepasst werden können verschiedene Bearbeitungsverfahren.

Das Gleichgewicht zwischen Grobbearbeitung und Präzision finden

Bei der Annäherung SchruppbearbeitungDas vorrangige Ziel ist die Steigerung der Produktionsraten. Dies muss jedoch mit Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit und zu den Verarbeitungskosten abgewogen werden. Unter Halbfertigstellung und FertigbearbeitungDie Priorität liegt auf der Aufrechterhaltung einer erstklassigen Bearbeitungsqualität. Gleichzeitig liegt der Schwerpunkt auf der Optimierung von Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Gesamtproduktionskosten. Die spezifischen numerischen Werte für diese Parameter sollten durch eine Kombination aus Maschinenspezifikationen, Schnittparameterhandbüchern und praktischen Erfahrungen ermittelt werden.

Die Hierarchie der Parameterauswahl für eine verbesserte Lebensdauer der Werkzeuge

Wenn es darum geht Wahl der SchnittparameterEin Leitprinzip besteht darin, Prioritäten auf der Grundlage der Werkzeuglebensdauer zu setzen. Dazu muss eine Hierarchie erstellt werden: Zuerst wird die Schnitttiefe festgelegt. Als nächstes wird der Vorschub festgelegt. Schließlich ist die Schnittgeschwindigkeit festzulegen.

Bei der Schruppbearbeitung geht es in erster Linie darum, die Produktionsraten zu steigern. Es ist jedoch auch wichtig, an die Kosteneffizienz und Gesamtwirtschaftlichkeit zu denken. Bei der Semi-Finish- und Finish-Bearbeitung geht es vor allem darum, eine einwandfreie Bearbeitungsqualität zu erhalten und gleichzeitig die Zerspanungsleistung und Wirtschaftlichkeit zu optimieren. Ermitteln Sie die genauen Werte für diese Parameter anhand der Maschinendaten, der Schnittführung und der Praxiserfahrung.

Im Zusammenhang mit der Werkzeugstandzeit folgt die Reihenfolge der Auswahl der Schnittparameter einer bestimmten Reihenfolge. Vorrangig ist zunächst die Schnitttiefe festzulegen, gefolgt von der Bestimmung der Vorschubgeschwindigkeit. Schließlich wird die Schnittgeschwindigkeit festgelegt. Diese Hierarchie stellt sicher, dass die Standzeit des Werkzeugs maximiert wird und der Bearbeitungsprozess so effizient wie möglich ist.

Dieser Prozess dient der Feinabstimmung der wichtigsten Aspekte der Bearbeitung. Er stellt sicher, dass Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe für die beste Leistung optimiert werden. Dieses empfindliche Gleichgewicht bildet die Grundlage für eine effektive Bearbeitung.

Bestimmung der optimalen Schnitttiefe

Bei der Bearbeitung ist die Schnitttiefe ein entscheidender Parameter, der von der Steifigkeit der Maschine, des Werkstücks und der Schneidewerkzeuge. Die Wahl der Schnitttiefe spielt eine entscheidende Rolle für eine effiziente und produktive Bearbeitung. Dieser Abschnitt befasst sich mit den Grundsätzen der Bestimmung der idealen Schnitttiefe unter Berücksichtigung verschiedener Anforderungen an die Oberflächenrauheit und der Auswirkungen der Steifigkeit.

Nutzung der Steifigkeit für eine effiziente Bearbeitung

Die Schnitttiefe ist abhängig von der Steifigkeit der Maschine, des Werkstücks und des Werkzeugs. Wenn es die Steifigkeit zulässt, ist es ratsam, die Schnitttiefe so einzustellen, dass sie dem Bearbeitungsaufmaß des Werkstücks entspricht. Auf diese Weise wird nicht nur die Anzahl der Werkzeugdurchgänge minimiert, sondern auch die Produktionseffizienz erheblich gesteigert.

Für die Bestimmung der Schnitttiefe gelten die folgenden Grundsätze:

Grundsatz 1: In Fällen, in denen die Anforderungen an die Oberflächenrauheit des Werkstücks in den Bereich von Ra12,5μm bis 25μm fallen und das Bearbeitungsaufmaß für die CNC-Bearbeitung weniger als 5 mm bis 6 mm beträgt, ist ein einziger Schruppdurchgang ausreichend, um die Anforderungen zu erfüllen. Bei größeren Aufmaßen, unzureichender Steifigkeit des Prozesssystems oder unzureichender Leistung der Werkzeugmaschine ist jedoch die Aufteilung des Vorgangs in mehrere Durchgänge die bevorzugte Vorgehensweise.

Grundsatz 2: Bei Werkstücken mit einer geforderten Oberflächenrauheit von Ra3,2μm bis 12,5μm ist es möglich, die Bearbeitung in zwei Schritte aufzuteilen: Schruppen und Halbschlichten. Bei der Schruppbearbeitung sollte die Schnitttiefe wie beim vorherigen Prinzip gewählt werden. Nach der Schruppbearbeitung verbleibt ein Spielraum von 0,5 mm bis 1,0 mm, der anschließend in der Halbfertigbearbeitungsphase entfernt wird.

Grundsatz 3: Für Werkstücke mit einer geforderten Oberflächenrauheit von Ra0,8μm bis 3,2μm wird ein dreistufiges Verfahren empfohlen, das die Schruppbearbeitung, die Halbfertigbearbeitung und die Fertigbearbeitung umfasst. In der Phase der Halbfertigbearbeitung wird eine Schnitttiefe von 1,5 mm bis 2 mm als optimal angesehen, während in der Phase der Fertigbearbeitung eine Schnitttiefe von 0,3 mm bis 0,5 mm vorzuziehen ist.

Bestimmen der optimalen Vorschubgeschwindigkeit

Die Vorschubgeschwindigkeit ist ein wichtiger Schnittparameter, der eng mit der Präzision des Werkstücks, den Anforderungen an die Oberflächenrauheit und den Werkstoffen von Werkzeug und Werkstück zusammenhängt. Die maximale Vorschubgeschwindigkeit hängt sowohl von der Steifigkeit der Maschine und die Leistung des Fütterungssystems.

Präzision und Oberflächenqualität bei der Wahl der Vorschubgeschwindigkeit

Die Bestimmung der richtigen Vorschubgeschwindigkeit ist ein entscheidender Aspekt der Bearbeitung. Sie hängt von der Präzision, der Oberflächenrauheit und den Werkstoffen von Werkzeug und Werkstück ab. Außerdem wird die Auswahl maßgeblich von den Fähigkeiten der Werkzeugmaschine, insbesondere ihrer Steifigkeit und der Gesamtleistung des Vorschubsystems, beeinflusst.

Die Grundsätze für die Ermittlung der optimalen Vorschubgeschwindigkeit lauten wie folgt:

Grundsatz 1: Wenn die Qualitätsanforderungen an ein Werkstück gewährleistet werden können, ist die Entscheidung für eine höhere Vorschubgeschwindigkeit eine praktikable Strategie zur Steigerung der Produktionseffizienz. Typischerweise werden Vorschubgeschwindigkeiten von 100 bis 200 Metern pro Minute in diesem Zusammenhang als optimal angesehen.

Grundsatz 2: In Situationen, in denen die Aufgaben Abstecharbeiten, Tieflochbohrenoder die Verwendung von Hochgeschwindigkeitsstahlwerkzeugenist es ratsam, niedrigere Vorschubgeschwindigkeiten zu bevorzugen. Hier werden typischerweise Vorschubgeschwindigkeiten im Bereich von 20 bis 50 Metern pro Minute eingesetzt, so dass die Qualität des Bearbeitungsprozesses nicht beeinträchtigt wird.

Grundsatz 3: Bei Aufgaben, die eine hohe Präzision und eine hohe Oberflächenqualität erfordern, ist es am besten, einen geringeren Vorschub zu verwenden. In diesen Fällen ist es ratsam, Vorschubgeschwindigkeiten zwischen 20 und 50 Metern pro Minute zu wählen, um die gewünschte Präzision und Oberflächenqualität zu erreichen.

Grundsatz 4: Nutzen Sie bei spanlosen Bewegungen die maximale Vorschubgeschwindigkeit der Werkzeugmaschine aus dem CNC-System, um effizient zu arbeiten. Dies ist besonders hilfreich bei langen Rückfahrten zur Ausgangsposition. Diese Praxis ist besonders nützlich bei der Optimierung von spanlosen Verfahrwegen, was zu effizienten und zeitsparenden Vorgängen führt.

Bestimmung der optimalen Spindeldrehzahl

Die Spindel Die Drehzahl ist ein zentraler Bestandteil der Schnittparameter bei der Bearbeitung. Um die richtige Wahl zu treffen, müssen Sie die zulässige Schnittgeschwindigkeit und die Größe des Werkstücks oder Werkzeugs genau berücksichtigen.

Die Wahl der richtigen Spindeldrehzahl ist ein entscheidender Aspekt der Bearbeitung. Es handelt sich um einen Parameter, der untrennbar mit der zulässigen Schnittgeschwindigkeit und dem Durchmesser des Werkstücks oder Werkzeugs verbunden ist. Die Berechnung dieses Parameters erfolgt nach einer bestimmten Formel:

n = 1000 * v / π * D

Wo:

• v steht für die Schnittgeschwindigkeit, die in Metern pro Minute gemessen und durch die Standzeit des Werkzeugs bestimmt wird.
• n steht für die Spindeldrehzahl, gemessen in Umdrehungen pro Minute (U/min).
• D bezeichnet den Durchmesser des Werkstücks oder Werkzeugs, gemessen in Millimetern (mm).

Die berechnete Spindeldrehzahl, dargestellt durch n, sollte letztlich mit den Angaben in der Bedienungsanleitung der Werkzeugmaschine übereinstimmen oder einen Wert wählen, der ihr nahe kommt.

Schnittparameter in Aktion: Berechnung von Schnitttiefe, Vorschub und Schnittgeschwindigkeit

Bei der maschinellen Bearbeitung ist es wichtig zu verstehen, wie sich das Zusammenspiel der verschiedenen Parameter auf den Bearbeitungsprozess auswirkt. Diese Berechnungen sind ausschlaggebend für die Präzision und Effizienz von Bearbeitungsprozessen.

Berechnung der Schnitttiefe (ap)

Schnitttiefe, auch bekannt als "apist ein grundlegender Aspekt der Bearbeitung und stellt den vertikalen Abstand zwischen der bearbeiteten Oberfläche und der zu bearbeitenden Oberfläche dar. Sie ist das Maß dafür, wie tief das Werkzeug bei jedem Vorschub in das Werkstück einschneidet. Um die Schnitttiefe zu berechnen, wird die folgende Formel angewendet:

ap = (dw - dm) / 2

Wo:

• ap gibt die Schnitttiefe in Millimetern (mm) an.
• dw ist der Durchmesser der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks in Millimetern (mm).
• dm ist der Durchmesser der bereits bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks in Millimetern (mm).

Wenn beispielsweise der Durchmesser der zu bearbeitenden Fläche Φ95 mm beträgt und mit einem einzigen Vorschub auf Φ90 mm abgetragen wird, kann die Schnitttiefe wie folgt berechnet werden:

ap = (dw - dm) / 2 ap = (95 - 90) / 2 = 2,5 mm

Bestimmung der Vorschubgeschwindigkeit (f)

Die Vorschubgeschwindigkeit, dargestellt als "fgibt an, wie sich das Schneidewerkzeug in Bezug auf das Werkstück bewegt, oder, einfacher ausgedrückt, es ist die Bewegung des Werkzeugs während einer kompletten Umdrehung. Dieser Parameter variiert je nach Vorschubrichtung. Er kann entweder in Längsrichtung, entlang der Führungsschienen des Drehbankbetts, oder in Querrichtung, senkrecht zu den Führungsschienen des Drehbankbetts, erfolgen.

Sie können die Vorschubgeschwindigkeit mit dieser Formel berechnen:

vf = f * n

Wo:

• vf ist die Vorschubgeschwindigkeit in Millimeter pro Sekunde (mm/s).
• n steht für die Spindeldrehzahl in Umdrehungen pro Sekunde (r/s).
• f ist die Vorschubgeschwindigkeit in Millimeter pro Sekunde (mm/s).

Berechnung der Schnittgeschwindigkeit (vc)

Schnittgeschwindigkeit, dargestellt als "vcist die Geschwindigkeit der Schneide zu einem bestimmten Zeitpunkt im Verhältnis zur Primärbewegung des Werkstücks. Zur Berechnung der Schnittgeschwindigkeit wird die folgende Formel verwendet:

vc = (π * dw * n) / 1000

Wo:

• vc steht für die Schnittgeschwindigkeit in Metern pro Minute (m/min).
• dw ist der Durchmesser der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks in Millimetern (mm).
• n ist die Geschwindigkeit des Werkstücks in Umdrehungen pro Minute (U/min).

Bei den Berechnungen ist es wichtig, die maximale Schnittgeschwindigkeit zu verwenden, die bei dem Oberflächendurchmesser bei Drehen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da hier die Geschwindigkeit am höchsten ist und der Werkzeugverschleiß am größten ist.

In praktischen Bearbeitungssituationen ist der Durchmesser des Werkstücks in der Regel bekannt. Mit dieser Information können Faktoren wie Werkstoff des Werkstücks, Werkzeugmaterialund Bearbeitungsanforderungen werden berücksichtigt, um die Schnittgeschwindigkeit zu bestimmen. Diese Geschwindigkeit wird dann in die Spindeldrehzahl der Drehmaschine umgerechnet, die für die Einstellung der Werkzeugmaschine entscheidend ist. Die Formel für diese Umrechnung lautet:

n = (1000 * vc) / (π * dw)

Beim Drehen des Außendurchmessers einer Φ260-mm-Riemenscheibe auf einer horizontalen Drehmaschine CA6140 und einer Schnittgeschwindigkeit (vc) von 90 m/min kann die Spindeldrehzahl (n) wie folgt bestimmt werden:

n = (1000 * vc) / (π * dw) n = (1000 * 90) / (3,14 * 260) = 110 U/min

Nach der Berechnung der Spindeldrehzahl ist es ratsam, als tatsächliche Spindeldrehzahl für die Drehmaschine einen Wert in der Nähe des Wertes aus den Maschinendaten zu wählen, in der Regel gerundet auf 100 U/min.

Partnerschaft mit Prototool für die Präzisions-CNC-Bearbeitung

Die Schnittparameter umfassen die Schnittgeschwindigkeit (vc), den Vorschub (f oder vf) und die Schnitttiefe (ap). Diese Faktoren sind das Herzstück der CNC-Bearbeitung und steuern den komplizierten Tanz der Werkzeuge und Materialien, um das Werkstück zu formen und zu verfeinern.

Unter PrototoolWir beherrschen die Kunst der CNC-Bearbeitung und nutzen unser Fachwissen über Zerspanungsparameter und deren harmonische Beziehungen, um erstklassige Ergebnisse zu liefern. Unser Engagement für Exzellenz und Präzision hat uns zu einem zuverlässigen Partner für Unternehmen gemacht, die hochwertige CNC-Bearbeitungsdienstleistungen.

Wir wissen, dass die Wahl der Schneideparameter mehr als nur eine mathematische Berechnung ist; sie ist eine Kunst, eine Wissenschaft und ein Handwerk. Sie erfordert ein empfindliches Gleichgewicht zwischen der Optimierung der Produktionsraten und der Berücksichtigung der Kosteneffizienz und Qualität des Endprodukts. Unser Team von Fachleuten Maschinisten und Ingenieure beherrschen diese Kunst, und wir sind bereit, unser Fachwissen für Erhöhen Sie Ihre CNC-Bearbeitungsprojekte.

Als Anbieter von CNC-Bearbeitungsdienstleistungen unterstützt Prototool Sie bei der Suche nach dem perfekten Gleichgewicht der Bearbeitungsparameter. Ganz gleich, ob Sie einen aggressiven Ansatz zur Steigerung der Produktivität oder einen sorgfältigen Ansatz zur Erzielung der besten Oberflächengüte benötigen, wir passen unsere Dienstleistungen an Ihre spezifischen Bedürfnisse an. Unser umfassendes Wissen über Schneidparameter stellt sicher, dass Ihre Projekte mit höchster Präzision und Effizienz ausgeführt werden.