Wie berechnet man die Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit eines CNC-Bearbeitungszentrums?

Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit des CNC-Bearbeitungszentrums:

 

1: Spindeldrehzahl = 1000vc / π D

 

2. Maximale Schnittgeschwindigkeit allgemeiner Werkzeuge (VC): Schnellarbeitsstahl 50 m/min; superhartes Werkzeug 150 m/min; beschichtetes Werkzeug 250 m/min; Keramik-Diamantwerkzeug 1000 m/min 3 Bearbeitung von legiertem Stahl Brinellhärte = 275-325 Schnellarbeitsstahlwerkzeug vc = 18 m/min; Hartmetallwerkzeug vc = 70 m/min (Tiefgang = 3 mm; Vorschubgeschwindigkeit f = 0,3 mm/R)CNC-Drehteil

  

Es gibt zwei Berechnungsmethoden für die Spindeldrehzahl, wie im folgenden Beispiel gezeigt:

 

① Spindelgeschwindigkeit: Eine davon ist g97 S1000, was bedeutet, dass sich die Spindel mit 1000 Umdrehungen pro Minute dreht, also mit konstanter Geschwindigkeit.CNC-Bearbeitungsteil

 

Das andere ist, dass G96 S80 eine konstante lineare Geschwindigkeit ist, also die Spindelgeschwindigkeit, die durch die Werkstückoberfläche bestimmt wird.bearbeitetes Teil

 

Es gibt auch zwei Arten von Vorschubgeschwindigkeiten, G94 F100, was bedeutet, dass der Schnittabstand in einer Minute 100 mm beträgt. Das andere ist g95 F0,1, was bedeutet, dass die Werkzeugvorschubgröße 0,1 mm pro Spindelumdrehung beträgt. Die Wahl des Schneidwerkzeugs und die Bestimmung der Schnittmenge bei der NC-Bearbeitung ist ein wichtiger Bestandteil der NC-Bearbeitungstechnologie. Dies wirkt sich nicht nur auf die Bearbeitungseffizienz von NC-Werkzeugmaschinen aus, sondern wirkt sich auch direkt auf die Bearbeitungsqualität aus.

 

Mit der Entwicklung der CAD/CAM-Technologie ist es möglich, die Konstruktionsdaten von CAD direkt in der NC-Bearbeitung zu nutzen, insbesondere durch die Verbindung von Mikrocomputer und NC-Werkzeugmaschine, wodurch der gesamte Prozess der Konstruktion, Prozessplanung und Programmierung am Computer abgeschlossen wird und erfordert im Allgemeinen keine Ausgabe spezieller Prozessdokumente.

 

Derzeit bieten viele CAD/CAM-Softwarepakete automatische Programmierfunktionen. Diese Software löst im Allgemeinen die relevanten Probleme der Prozessplanung in der Programmierschnittstelle aus, wie z. B. Werkzeugauswahl, Planung des Bearbeitungspfads, Einstellung der Schnittparameter usw. Der Programmierer kann automatisch NC-Programme generieren und diese so lange zur Bearbeitung an die NC-Werkzeugmaschine übertragen er stellt die relevanten Parameter ein.

 

Daher erfolgt die Auswahl der Schneidwerkzeuge und die Bestimmung der Schneidparameter bei der NC-Bearbeitung unter der Bedingung der Mensch-Computer-Interaktion, was in scharfem Kontrast zur gewöhnlichen Werkzeugmaschinenbearbeitung steht. Gleichzeitig müssen die Programmierer die Grundprinzipien der Werkzeugauswahl und der Bestimmung der Schnittparameter beherrschen und bei der Programmierung die Besonderheiten der NC-Bearbeitung vollständig berücksichtigen.

 

I. Arten und Eigenschaften gängiger Schneidwerkzeuge für die CNC-Bearbeitung

 

NC-Bearbeitungswerkzeuge müssen sich an die Eigenschaften hoher Geschwindigkeit, hoher Effizienz und hohem Automatisierungsgrad von CNC-Werkzeugmaschinen anpassen, darunter im Allgemeinen Universalwerkzeuge, universelle Verbindungswerkzeuggriffe und eine kleine Anzahl spezieller Werkzeuggriffe. Der Werkzeuggriff sollte mit dem Werkzeug verbunden und am Antriebskopf der Werkzeugmaschine installiert werden, daher wurde er schrittweise standardisiert und serialisiert. Es gibt viele Möglichkeiten, NC-Werkzeuge zu klassifizieren.

 

Entsprechend der Werkzeugstruktur kann es unterteilt werden in:

 

① Integraltyp;

 

(2) Einlegetyp, der durch Schweißen oder Maschinenklemmen verbunden wird. Der Maschinenklemmentyp kann in zwei Typen unterteilt werden: nicht umsetzbarer Typ und umsetzbarer Typ;

 

③ Sondertypen, wie z. B. Verbundschneidwerkzeuge, Stoßdämpfungsschneidwerkzeuge usw.

 

Je nach den zur Herstellung des Werkzeugs verwendeten Materialien kann es unterteilt werden in:

 

① Schnellarbeitsstahlschneider;

 

② Hartmetall-Werkzeug;

 

③ Diamantschneider;

 

④ Schneidwerkzeuge aus anderen Materialien, wie z. B. Schneidwerkzeuge aus kubischem Bornitrid, Schneidwerkzeuge aus Keramik usw.

 

Die Schneidtechnik kann unterteilt werden in:

 

① Drehwerkzeuge, einschließlich Außenkreis, Innenloch, Gewinde, Schneidwerkzeuge usw.;

 

② Bohrwerkzeuge, einschließlich Bohrer, Reibahle, Gewindebohrer usw.;

 

③ Bohrwerkzeug;

 

④ Fräswerkzeuge usw.

 

Um sich an die Anforderungen von CNC-Werkzeugmaschinen an Werkzeughaltbarkeit, Stabilität, einfache Einstellung und Austauschbarkeit anzupassen, wurden in den letzten Jahren häufig maschinengeklemmte Wendeschneidwerkzeuge verwendet, die 30 bis 40 % der Gesamtzahl der CNC-Werkzeuge ausmachen. und die Menge des Metallabtrags macht 80–90 % der Gesamtmenge aus.

 

Im Vergleich zu den Fräsern, die in allgemeinen Werkzeugmaschinen verwendet werden, stellen CNC-Fräser viele unterschiedliche Anforderungen, hauptsächlich mit den folgenden Eigenschaften:

 

(1) gute Steifigkeit (insbesondere grobe Schneidwerkzeuge), hohe Präzision, geringe Vibrationsfestigkeit und thermische Verformung;

 

(2) gute Austauschbarkeit, praktisch für einen schnellen Werkzeugwechsel;

 

(3) hohe Lebensdauer, stabile und zuverlässige Schneidleistung;

 

(4) Die Größe des Werkzeugs lässt sich leicht anpassen, um die Einstellzeit beim Werkzeugwechsel zu verkürzen.

 

(5) Der Fräser muss in der Lage sein, Späne zuverlässig zu brechen oder zu rollen, um die Spanentfernung zu erleichtern;

 

(6) Serialisierung und Standardisierung zur Erleichterung der Programmierung und Werkzeugverwaltung.

 

II. Auswahl an NC-Bearbeitungswerkzeugen

 

Die Auswahl der Schneidwerkzeuge erfolgt im Mensch-Computer-Interaktionszustand der NC-Programmierung. Das Werkzeug und der Griff müssen entsprechend der Bearbeitungskapazität der Werkzeugmaschine, der Leistung des Werkstückmaterials, dem Bearbeitungsverfahren, der Schnittmenge und anderen relevanten Faktoren richtig ausgewählt werden. Der allgemeine Grundsatz bei der Werkzeugauswahl lautet: bequeme Installation und Einstellung, gute Steifigkeit, hohe Haltbarkeit und Präzision. Versuchen Sie unter der Prämisse, die Bearbeitungsanforderungen zu erfüllen, einen kürzeren Werkzeuggriff zu wählen, um die Steifigkeit der Werkzeugbearbeitung zu verbessern. Bei der Werkzeugauswahl sollte darauf geachtet werden, dass die Größe des Werkzeugs zur Oberflächengröße des zu bearbeitenden Werkstücks passt.

 

In der Fertigung wird der Schaftfräser häufig zur Bearbeitung der Umfangskontur ebener Teile eingesetzt; Beim Fräsen ebener Teile sollte der Hartmetall-Blattfräser gewählt werden; Bei der Bearbeitung von Naben und Nuten sollte der Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl gewählt werden. Bei der Bearbeitung von Rohflächen oder groben Bearbeitungslöchern kann der Maisfräser mit Hartmetallklinge ausgewählt werden. Für die Bearbeitung einiger dreidimensionaler Profile und Konturen mit variablem Fasenwinkel werden häufig der Kugelkopffräser und der Ringfräser eingesetzt. Fräser, Kegelfräser und Scheibenfräser. Bei der Freiform-Oberflächenbearbeitung ist der Schnittlinienabstand im Allgemeinen sehr dicht, da die Endschnittgeschwindigkeit des Kugelkopffräsers Null ist, um die Bearbeitungsgenauigkeit sicherzustellen, sodass der Kugelkopf häufig zur Oberflächenbearbeitung verwendet wird . Der Flachkopffräser ist dem Kugelkopffräser hinsichtlich Oberflächenbearbeitungsqualität und Schnitteffizienz überlegen. Daher sollte vorzugsweise der Flachkopffräser gewählt werden, solange die Grob- oder Fertigbearbeitung der gekrümmten Oberfläche gewährleistet ist.

 

Darüber hinaus stehen die Haltbarkeit und Genauigkeit von Schneidwerkzeugen in engem Zusammenhang mit dem Preis der Schneidwerkzeuge. Es ist zu beachten, dass die Auswahl eines guten Schneidwerkzeugs in den meisten Fällen die Kosten für Schneidwerkzeuge erhöht, die daraus resultierende Verbesserung der Bearbeitungsqualität und -effizienz jedoch die gesamten Bearbeitungskosten erheblich senken kann.

 

Im Bearbeitungszentrum sind alle Arten von Werkzeugen im Werkzeugmagazin installiert und sie können jederzeit Werkzeuge entsprechend dem Programm auswählen und wechseln. Daher muss der Standard-Werkzeuggriff verwendet werden, damit die Standardwerkzeuge zum Bohren, Aufbohren, Aufweiten, Fräsen und für andere Prozesse schnell und präzise auf der Spindel oder dem Magazin der Werkzeugmaschine installiert werden können. Der Programmierer muss die Strukturabmessungen, die Einstellmethode und den Einstellbereich des an der Werkzeugmaschine verwendeten Werkzeuggriffs kennen, um beim Programmieren die radialen und axialen Abmessungen des Werkzeugs bestimmen zu können. Derzeit wird das TSG-Werkzeugsystem in Bearbeitungszentren in China eingesetzt. Es gibt zwei Arten von Werkzeugschäften: Zylinderschäfte (drei Spezifikationen) und Kegelschäfte (vier Spezifikationen), darunter 16 Arten von Werkzeugschäften für unterschiedliche Zwecke. Da bei der wirtschaftlichen NC-Bearbeitung das Schleifen, Messen und Ersetzen von Schneidwerkzeugen meist manuell erfolgt, was viel Zeit in Anspruch nimmt, ist es notwendig, die Reihenfolge der Schneidwerkzeuge sinnvoll zu gestalten.

 

Generell sind folgende Grundsätze zu beachten:

 

① Minimieren Sie die Anzahl der Werkzeuge;

 

② Nachdem ein Werkzeug eingespannt ist, müssen alle Bearbeitungsteile, die es ausführen kann, abgeschlossen sein.

 

③ Die Werkzeuge für die Grob- und Endbearbeitung müssen getrennt verwendet werden, auch wenn sie die gleiche Größe und Spezifikation haben.

 

④ Fräsen vor dem Bohren;

 

⑤ Beenden Sie zuerst die Oberfläche und dann die zweidimensionale Kontur.

 

⑥ Wenn möglich, sollte die automatische Werkzeugwechselfunktion von CNC-Werkzeugmaschinen genutzt werden, um die Produktionseffizienz zu verbessern.

 

III. Bestimmung von Schnittparametern für die CNC-Bearbeitung

 

Der Grundsatz einer angemessenen Auswahl von Schnittparametern besteht darin, dass bei der Grobbearbeitung die Produktivität im Allgemeinen verbessert wird, aber auch Wirtschaftlichkeit und Bearbeitungskosten berücksichtigt werden sollten; Bei der Halbfeinbearbeitung und Endbearbeitung sollten Schnitteffizienz, Wirtschaftlichkeit und Bearbeitungskosten berücksichtigt werden, um die Bearbeitungsqualität sicherzustellen. Der spezifische Wert ist anhand des Werkzeugmaschinenhandbuchs, des Schnittparameterhandbuchs und der Erfahrung zu bestimmen.

 

(1) Schnitttiefe t. Wenn die Steifigkeit der Werkzeugmaschine, des Werkstücks und des Werkzeugs zulässig ist, ist t gleich der Bearbeitungszugabe, was eine wirksame Maßnahme zur Verbesserung der Produktivität darstellt. Um die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit der Teile sicherzustellen, sollte ein gewisser Spielraum für die Endbearbeitung reserviert werden. Das Schlichtaufmaß von CNC-Werkzeugmaschinen kann etwas geringer sein als das von gewöhnlichen Werkzeugmaschinen.

 

(2) Schnittbreite L. Im Allgemeinen ist l direkt proportional zum Werkzeugdurchmesser D und umgekehrt proportional zur Schnitttiefe. Bei der wirtschaftlichen NC-Bearbeitung liegt der Wertebereich von L im Allgemeinen bei L = (0,6-0,9) d.

 

(3) Schnittgeschwindigkeit v. Die Erhöhung von V ist ebenfalls eine Maßnahme zur Verbesserung der Produktivität, aber V steht in engem Zusammenhang mit der Werkzeughaltbarkeit. Mit zunehmendem Wert von V nimmt die Haltbarkeit des Werkzeugs stark ab, sodass die Wahl von V hauptsächlich von der Haltbarkeit des Werkzeugs abhängt. Darüber hinaus hat die Schnittgeschwindigkeit auch einen großen Zusammenhang mit den Bearbeitungsmaterialien. Beim Fräsen von 30crni2mova mit einem Schaftfräser kann V beispielsweise etwa 8 m/min betragen; Beim Fräsen von Aluminiumlegierungen mit demselben Schaftfräser kann V mehr als 200 m/min betragen.

 

(4) Spindeldrehzahl n (U/min). Die Spindeldrehzahl wird im Allgemeinen entsprechend der Schnittgeschwindigkeit v gewählt. Die Berechnungsformel lautet: wobei D der Durchmesser des Werkzeugs oder Werkstücks (mm) ist. Im Allgemeinen ist das Bedienfeld von CNC-Werkzeugmaschinen mit einem Schalter zur Einstellung der Spindelgeschwindigkeit (mehrfach) ausgestattet, mit dem die Spindelgeschwindigkeit während des Bearbeitungsprozesses angepasst werden kann.

 

(5) Die Vorschubgeschwindigkeit vfvfvf ist entsprechend den Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit der Teile sowie den Werkstoffen der Werkzeuge und Werkstücke zu wählen. Die Erhöhung von VF kann auch die Produktionseffizienz verbessern. Bei geringer Oberflächenrauheit kann VF größer gewählt werden. Während des Bearbeitungsprozesses kann VF auch manuell über den Einstellschalter am Bedienfeld der Werkzeugmaschine eingestellt werden, die maximale Vorschubgeschwindigkeit ist jedoch durch die Steifigkeit der Ausrüstung und die Leistung des Vorschubsystems begrenzt.