Comment calculer la vitesse de coupe et la vitesse d'avance d'un centre d'usinage CNC ?

Vitesse de coupe et vitesse d'avance du centre d'usinage CNC :

 

1 : vitesse de broche = 1000vc / π D

 

2. Vitesse de coupe maximale des outils généraux (VC) : acier rapide 50 m/min ;outil super dur 150 m/min ;outil revêtu 250 m/min ;outil diamanté en céramique 1000 m/min 3 traitement de l'acier allié dureté Brinell = 275-325 outil en acier rapide vc = 18 m/min ;outil en carbure cémenté vc = 70m/min (dépouille = 3mm ; avance f = 0,3mm/R)pièce tournante CNC

  

Il existe deux méthodes de calcul de la vitesse de broche, comme illustré dans l'exemple suivant :

 

① vitesse de broche : l'un est g97 S1000, ce qui signifie que la broche tourne à 1000 tours par minute, c'est-à-dire la vitesse constante.pièce d'usinage CNC

 

L'autre est que G96 S80 est une vitesse linéaire constante, qui est la vitesse de broche déterminée par la surface de la pièce.pièce usinée

 

Il existe également deux types de vitesses d'avance, G94 F100, indiquant que la distance de coupe d'une minute est de 100 mm.L'autre est g95 F0.1, ce qui signifie que la taille de l'avance de l'outil est de 0,1 mm par tour de broche.Le choix de l'outil de coupe et la détermination de la quantité de coupe dans l'usinage CN constituent une partie importante de la technologie d'usinage CN.Cela affecte non seulement l'efficacité de l'usinage des machines-outils à commande numérique, mais affecte également directement la qualité de l'usinage.

 

Avec le développement de la technologie CAO/FAO, il est possible d'utiliser directement les données de conception CAO dans l'usinage CN, en particulier la connexion d'un micro-ordinateur et d'une machine-outil CN, ce qui rend l'ensemble du processus de conception, de planification et de programmation complet sur ordinateur. , et n'a généralement pas besoin de générer des documents de processus spéciaux.

 

À l’heure actuelle, de nombreux progiciels CAO/FAO proposent des fonctions de programmation automatique.Ces logiciels posent généralement les problèmes pertinents de planification des processus dans l'interface de programmation, tels que la sélection des outils, la planification du parcours d'usinage, le réglage des paramètres de coupe, etc. Le programmeur peut générer automatiquement des programmes CN et les transmettre à la machine-outil CN pour traitement tant que il fixe les paramètres pertinents.

 

Par conséquent, la sélection des outils de coupe et la détermination des paramètres de coupe dans l'usinage CN sont effectuées dans des conditions d'interaction homme-machine, ce qui contraste fortement avec l'usinage ordinaire des machines-outils.Dans le même temps, cela nécessite également que les programmeurs maîtrisent les principes de base de la sélection des outils et de la détermination des paramètres de coupe, et prennent pleinement en compte les caractéristiques de l'usinage CN lors de la programmation.

 

I. types et caractéristiques des outils de coupe courants pour l'usinage CNC

 

Les outils d'usinage à commande numérique doivent s'adapter aux caractéristiques de vitesse élevée, de rendement élevé et de degré élevé d'automatisation des machines-outils à commande numérique, comprenant généralement des outils universels, des poignées d'outils de connexion universelles et un petit nombre de poignées d'outils spéciales.La poignée de l'outil doit être connectée à l'outil et installée sur la tête motrice de la machine-outil, elle a donc été progressivement standardisée et sérialisée.Il existe de nombreuses façons de classer les outils CN.

 

Selon la structure de l'outil, il peut être divisé en :

 

① type intégral ;

 

(2) type incrusté, qui est relié par soudage ou par type de pince machine.Le type de pince de machine peut être divisé en deux types : le type non transposable et le type transposable ;

 

③ types spéciaux, tels que les outils de coupe composites, les outils de coupe à absorption des chocs, etc.

 

Selon les matériaux utilisés pour fabriquer l'outil, celui-ci peut être divisé en :

 

① coupeur en acier rapide ;

 

② outil en carbure ;

 

③ tailleur de diamants ;

 

④ outils de coupe d'autres matériaux, tels que les outils de coupe en nitrure de bore cubique, les outils de coupe en céramique, etc.

 

La technologie de découpe peut être divisée en :

 

① outils de tournage, y compris cercle extérieur, trou intérieur, filetage, outils de coupe, etc. ;

 

② outils de forage, y compris perceuse, alésoir, taraud, etc. ;

 

③ outil ennuyeux ;

 

④ outils de fraisage, etc.

 

Afin de s'adapter aux exigences des machines-outils CNC en matière de durabilité, de stabilité, de réglage facile et d'interchangeabilité des outils, ces dernières années, l'outil indexable serré par machine a été largement utilisé, atteignant 30 % à 40 % du nombre total d'outils CNC, et la quantité de métal enlevé représente 80 à 90 % du total.

 

Par rapport aux fraises utilisées dans les machines-outils générales, les fraises CNC ont de nombreuses exigences différentes, principalement avec les caractéristiques suivantes :

 

(1) bonne rigidité (en particulier les outils de coupe grossiers), haute précision, faible résistance aux vibrations et déformation thermique ;

 

(2) bonne interchangeabilité, pratique pour un changement d'outil rapide ;

 

(3) durée de vie élevée, performances de coupe stables et fiables ;

 

(4) la taille de l'outil est facile à ajuster, de manière à réduire le temps d'ajustement du changement d'outil ;

 

(5) le coupeur doit être capable de briser ou de rouler les copeaux de manière fiable pour faciliter l'élimination des copeaux ;

 

(6) sérialisation et standardisation pour faciliter la programmation et la gestion des outils.

 

II.Sélection d'outils d'usinage CN

 

La sélection des outils de coupe s'effectue dans l'état d'interaction homme-machine de la programmation CN.L'outil et la poignée doivent être sélectionnés correctement en fonction de la capacité d'usinage de la machine-outil, des performances du matériau de la pièce à usiner, de la procédure de traitement, de la quantité de coupe et d'autres facteurs pertinents.Le principe général de sélection des outils est le suivant : installation et réglage pratiques, bonne rigidité, durabilité et précision élevées.Dans le but de répondre aux exigences d'usinage, essayez de choisir un manche d'outil plus court pour améliorer la rigidité de l'usinage de l'outil.Lors de la sélection d'un outil, la taille de l'outil doit être adaptée à la taille de la surface de la pièce à traiter.

 

En production, la fraise en bout est souvent utilisée pour traiter le contour périphérique des pièces planes ;lors du fraisage de pièces planes, la fraise à lame en carbure doit être sélectionnée ;lors de l'usinage du bossage et de la rainure, la fraise en bout en acier rapide doit être sélectionnée ;lors de l'usinage d'une surface vierge ou d'un trou d'usinage grossier, la fraise à maïs avec lame en carbure peut être sélectionnée ;pour le traitement de certains profils et contours tridimensionnels avec angle de biseau variable, la fraise à tête sphérique et la fraise à anneaux sont souvent utilisées. Fraise, fraise conique et fraise à disque.Dans le processus d'usinage de surfaces de forme libre, étant donné que la vitesse de coupe finale de la fraise à tête sphérique est nulle, afin de garantir la précision de l'usinage, l'espacement des lignes de coupe est généralement très dense, de sorte que la tête sphérique est souvent utilisée pour la finition de surface. .La fraise à tête plate est supérieure à la fraise à tête sphérique en termes de qualité d'usinage de surface et d'efficacité de coupe.Par conséquent, la fraise à tête plate doit être sélectionnée de préférence dans la mesure où l'usinage d'ébauche ou l'usinage de finition de la surface courbe est garanti.

 

De plus, la durabilité et la précision des outils de coupe sont étroitement liées au prix des outils de coupe.Il convient de noter que, dans la plupart des cas, la sélection d'un bon outil de coupe augmente le coût des outils de coupe, mais l'amélioration qui en résulte de la qualité et de l'efficacité du traitement peut réduire considérablement le coût total du traitement.

 

Dans le centre d'usinage, toutes sortes d'outils sont installés sur le magasin d'outils, et ils peuvent sélectionner et changer d'outils à tout moment selon le programme.Par conséquent, la poignée d'outil standard doit être utilisée afin que les outils standard pour le perçage, l'alésage, l'expansion, le fraisage et d'autres processus puissent être installés rapidement et avec précision sur la broche ou le magasin de la machine-outil.Le programmeur doit connaître la dimension structurelle, la méthode de réglage et la plage de réglage de la poignée de l'outil utilisée sur la machine-outil, afin de déterminer les dimensions radiales et axiales de l'outil lors de la programmation.Actuellement, le système d'outils TSG est utilisé dans les centres d'usinage en Chine.Il existe deux types de tiges d'outils : les tiges droites (trois spécifications) et les tiges coniques (quatre spécifications), y compris 16 types de tiges d'outils pour différents usages.Dans l'usinage CN économique, étant donné que le meulage, la mesure et le remplacement des outils de coupe sont principalement effectués manuellement, ce qui prend beaucoup de temps, il est donc nécessaire d'organiser raisonnablement l'ordre des outils de coupe.

 

De manière générale, les principes suivants doivent être suivis :

 

① minimiser le nombre d'outils ;

 

② Une fois l'outil serré, toutes les pièces d'usinage qu'il peut effectuer doivent être terminées ;

 

③ les outils pour l'usinage d'ébauche et de finition doivent être utilisés séparément, même ceux de même taille et spécifications ;

 

④ fraisage avant perçage ;

 

⑤ terminez d'abord la surface, puis terminez le contour bidimensionnel ;

 

⑥ Si possible, la fonction de changement d'outil automatique des machines-outils CNC doit être utilisée pour améliorer l'efficacité de la production.

 

III.détermination des paramètres de coupe pour l'usinage CNC

 

Le principe d'une sélection raisonnable des paramètres de coupe est que dans l'usinage grossier, la productivité est généralement améliorée, mais l'économie et le coût d'usinage doivent également être pris en compte ;dans l'usinage semi-fin et la finition, l'efficacité de coupe, l'économie et le coût d'usinage doivent être pris en compte dans le but de garantir la qualité de l'usinage.La valeur spécifique doit être déterminée en fonction du manuel de la machine-outil, du manuel des paramètres de coupe et de l'expérience.

 

(1) profondeur de coupe t.Lorsque la rigidité de la machine-outil, de la pièce à usiner et de l'outil est autorisée, t est égal à la surépaisseur d'usinage, ce qui constitue une mesure efficace pour améliorer la productivité.Afin de garantir la précision d'usinage et la rugosité de surface des pièces, une certaine marge doit être réservée à la finition.La surépaisseur de finition des machines-outils CNC peut être légèrement inférieure à celle des machines-outils ordinaires.

 

(2) largeur de coupe L. Généralement, l est directement proportionnelle au diamètre de l'outil D et inversement proportionnelle à la profondeur de coupe.Dans l'usinage CN économique, la plage de valeurs de L est généralement L = (0,6-0,9) d.

 

(3) vitesse de coupe v. L'augmentation de V est également une mesure visant à améliorer la productivité, mais V est étroitement liée à la durabilité de l'outil.Avec l'augmentation de V, la durabilité de l'outil diminue fortement, le choix de V dépend donc principalement de la durabilité de l'outil.De plus, la vitesse de coupe est également étroitement liée aux matériaux à traiter.Par exemple, lors du fraisage de 30crni2mova avec une fraise en bout, V peut être d'environ 8 m/min ;lors du fraisage d'un alliage d'aluminium avec la même fraise en bout, V peut être supérieur à 200 m/min.

 

(4) vitesse de broche n (R/min).La vitesse de broche est généralement choisie en fonction de la vitesse de coupe v. La formule de calcul est la suivante : où D est le diamètre de l'outil ou de la pièce (mm).Généralement, le panneau de commande des machines-outils CNC est équipé d'un commutateur de réglage de la vitesse de broche (multiple), qui peut régler la vitesse de broche pendant le processus d'usinage.

 

(5) la vitesse d'avance vfvfvf doit être sélectionnée en fonction des exigences de précision d'usinage et de rugosité de surface des pièces ainsi que des matériaux des outils et des pièces.L'augmentation de VF peut également améliorer l'efficacité de la production.Lorsque la rugosité de la surface est faible, VF peut être sélectionné plus grand.Au cours du processus d'usinage, VF peut également être réglé manuellement via le commutateur de réglage situé sur le panneau de commande de la machine-outil, mais la vitesse d'avance maximale est limitée par la rigidité de l'équipement et les performances du système d'alimentation.