В этой статье мы поговорим о расчёте основных параметров, используемых для выбора режима резания на фрезерных станках, а также немного затронем важные критерии выбора фрез.
Подбираем параметры фрезеровки
При подборе режима резки на фрезерном станке следует рассчитать следующие параметры:
- Частота вращения вала шпинделя (n) - зависит от типа и характеристик используемого шпинделя и фрезы, а также от особенностей обрабатываемого материала. Этот параметр вычисляется по следующей формуле: n (об/мин) = 1000 * V/ π * D, где V – скорость резания (м/мин), π – число Пи (3.14), а D – это диаметр режущей части фрезы (мм). Скорость резания (V) — это пройденный за минуту точкой режущей кромки фрезы путь и данный параметр следует брать из справочных таблиц (пример такой таблицы представлен ниже).
Когда расчёт ведётся для фрез с небольшим диаметром частота вращения шпинделя может оказаться больше, чем количество оборотов, которое сможет обеспечить шпиндель, поэтому в этом случае для дальнейших расчетов частоты вращения берется фактическая максимальная частота вращения шпинделя.
- Скорость подачи (S) – это скорость перемещения режущего инструмента, которая вычисляется по следующей формуле: S (мм/мин) = fz * z * n, где fz - подача на зуб фрезы (мм), z - количество зубьев фрезы, n - частота вращения шпинделя (об/мин). Подачу на зуб (fz) при обработке определённых материалов можно взять из справочных таблиц, например из таблицы ниже:
Таблица для расчёта скорости резания и подачи на зуб
| Обрабатываемый материал | Скорость резания (V), м/мин | Подача на один зуб фрезы (fz) по её диаметру (d), мм | ||||
| 0.5мм | 1-2мм | 3-4мм | 5-6мм | 8-10мм | ||
| Пластик | 300-400 | 0.02 | 0.06 | 0.15 | 0.20 | 0.30 |
| Оргстекло | 100-150 | 0.02 | 0.05 | 0.10 | 0.18 | 0.25 |
| Дерево | 200-450 | 0.02 | 0.035 | 0.055 | 0.09 | 0.12 |
| Алюминий, Латунь, Бронза, Медь | 120-250 | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.07 |
| Алюминий мягкий | 120-500 | 0.01 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.08 |
| Магний | 150-300 | 0.01 | 0.02 | 0.035 | 0.04 | 0.075 |
| Сталь | 35-50 | 0.005 | 0.01 | 0.015 | 0.02 | 0.03 |
| Чугун | 40-60 | 0.005 | 0.015 | 0.02 | 0.03 | 0.04 |
| Титан | 20-30 | 0.005 | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 |
После расчёта значения скорости подачи его подкорректировать ориентируясь на жесткость станка. Если станок обладает высокой жесткостью и качеством механики, то скорость подачи подбирается ближе к максимальным расчетным, если же у станка жесткость является довольно низкой, то выбираются меньшие значения скорости подачи. Скорость врезания по оси Z должна находиться в пределах от 1/3 до 1/5 от скорости подачи (S).
- Глубина фрезерования за один проход (по оси Z) – данный параметр напрямую зависит от длины режущей кромки, а также жесткости фрезы и станка. Глубину фрезерования стоит подбирать, постепенно увеличивая данный параметр и наблюдая за результатами работы. Если вы заметите низкое качества реза или посторонние вибрации при работе, то для решения данной проблемы вам понадобится уменьшить глубину за проход и подкорректировать скорость подачи.
На что смотреть при выборе фрезы?
От правильного выбора режущего инструмента будет зависеть его срок службы и качество реза, а также режим работы станка. Фрезы низкого качества могут не обеспечить расчетных значений скорости подачи на практике. При выборе фрезы стоит подумать о том, какую задачу она должна выполнять, и исходя из этого подобрать необходимый инструмент, ориентируясь на подходящие к цели характеристики. Важными характеристиками фрезы являются:
- Диаметр и рабочая длина;
- Геометрия фрезы;
- Угол заточки;
- Количество режущих кромок;
- Материал, из которого изготовлена фреза.
Наилучшим выбором станут режущие инструменты, имеющие максимальный диаметр и минимальную длину для выполнения определённой цели, ведь подобные фрезы обладают высокой жесткостью и в связи с этим создают меньше вибраций во время эксплуатации, что позволит обеспечить качественный съём материала. Подбирая фрезу с большим диаметром, помните о механических характеристиках станка и мощности шпинделя, чтобы выбрать вариант, имеющий максимальную производительность при обработке.
Обрабатываемый материал также имеет большую важность при выборе фрезы. Для мягких материалов лучше подходят фрезы с острым углом заточки режущей кромки, а для твердых – с тупым (70-90 градусов). Мягкие материалы и пластик стоит обрабатывать однозаходными фрезами, древесину и фанеру – двухзаходными, а черные металлы – трёх- или четырёхзаходными.
Режимы резания для определённых материалов
Оптимальные режимы резания стоит подбирать опытным путем, но в качестве примера можно ориентироваться на следующую таблицу:
Таблица для расчёта режимов резания для определённых материалов
| Обрабатываемый материал | Вид работы | Вид режущего инструмента | Частота вращения вала шпинделя (об/мин) | Подача(XY) | Подача(Z) | Примечание |
| Акрил | Раскрой/выборка | Фреза спиральная однозаходная d=3.175 мм | 18000 | 900 | 300-360 | Попутное фрезерование 3-8 мм за проход. Рекомендуется использование охлаждения с помощью СОЖ или воздуха |
| ПВХ до 10 мм | Раскрой/выборка | Фреза спиральная однозаходная d=3.175 мм | 18000-24000 | 2200-3400 | 800-1200 | Встречное фрезерование |
| Композит | Раскрой | Фреза спиральная однозаходная d=3.175 мм | 15000-18000 | 1500-2400 | 500-720 | Встречное фрезерование |
| Древесина/Фанера/ДСП/ЛДСП/МДФ/ДВП | Раскрой/выборка | |||||
| Фреза d=3.175 мм | 18000-24000 | 900-1800 | 300-600 | Фреза двухзаходная. Встречное фрезерование. Глубина за проход не более 2d. Для фрез с длиной режущей кромки>6d - не более 1d за проход | ||
| Фреза d=4 мм | 18000-24000 | 1200-2200 | 400-720 | |||
| Фреза d=6 мм | 15000-22000 | 2000-3000 | 720-900 | |||
| Фреза d=8 мм | 15000-18000 | 3000-3600 | 900-1200 | |||
| 3D обработка | Фреза коническая круглая R=0.5-2 мм | 18000-24000 | 1800-3000 | 500-720 | 20-30 мм за проход. Шаг между проходами не более 10% 2R. Наклонное врезание для первого прохода со скоростью 10-40% от номинальной скорости обработки | |
| Латунь/Бронза | Фрезеровка | Фреза спиральная двухзаходная d=2 мм | 15000 | 500-720 | 60-120 | По 0.5 мм за проход. Рекомендуется использование охлаждения с помощью СОЖ |
| Дюралюминий | Фрезеровка | Фреза спиральная однозаходная d=3.175 мм (по алюминию) | 15000-20000 | 600-1200 | 60-120 | По 0.2-0.5 мм за проход. Рекомендуется использование охлаждения с помощью СОЖ |
