Selon vous, quelle est la relation entre la vitesse de coupe, l'engagement de l'outil et la vitesse d'avance dans l'usinage CNC ?
Pour des performances optimales, il est important de comprendre la relation entre la vitesse d'avance, la vitesse de coupe et l'engagement de l'outil dans l'usinage CNC.
Vitesse de coupe :
La vitesse de coupe est la vitesse de rotation ou de mouvement à travers le matériau.La vitesse est généralement mesurée en pieds de surface par minute (SFM) ou en mètres/minute (m/min).La vitesse de coupe est déterminée par le matériau à usiner, l'outil de coupe et la finition de surface souhaitée.
Engagement des outils
L'engagement de l'outil est la profondeur à laquelle un outil de coupe pénètre dans une pièce pendant l'usinage.L'engagement de l'outil est affecté par des facteurs tels que la géométrie, les avances et les vitesses de l'outil de coupe, ainsi que par la qualité de surface souhaitée et le taux d'enlèvement de matière.En sélectionnant la taille d'outil appropriée, la profondeur de coupe et les engagements radiaux, vous pouvez ajuster l'engagement de l'outil.
Vitesse d'alimentation
La vitesse d'avance est également appelée vitesse d'avance ou avance par dent.Il s'agit de la vitesse à laquelle l'outil de coupe avance par tour dans le matériau de la pièce à usiner.La vitesse est mesurée en millimètres ou en pouces par minute.La vitesse d'avance affecte directement la durée de vie de l'outil, la qualité de la surface et les performances globales d'usinage.
En général, des vitesses de coupe plus élevées entraînent des taux d’enlèvement de matière plus élevés.Cependant, ils produisent également plus de chaleur.La capacité de l'outil de coupe à gérer des vitesses plus élevées et l'efficacité du liquide de refroidissement à dissiper la chaleur sont des facteurs importants.
L'engagement de l'outil doit être ajusté en fonction des propriétés du matériau de la pièce, de la géométrie des outils de coupe et de la finition souhaitée.Un engagement correct de l'outil garantira une évacuation efficace des copeaux et minimisera la déviation de l'outil.Cela améliorera également les performances de coupe.
La vitesse d'avance doit être choisie pour obtenir le taux d'enlèvement de matière et de finition souhaité, sans surcharger l'outil.Une avance élevée peut entraîner une usure excessive de l'outil.Cependant, une vitesse d'avance faible entraînera un mauvais état de surface et un usinage inefficace.
Le programmeur doit écrire les instructions dans le programme CNC pour déterminer la quantité de coupe pour chaque processus.La vitesse de coupe, la quantité de contre-coupe, la vitesse d'avance, etc. font tous partie de l'utilisation de la coupe.Différentes quantités de coupe sont nécessaires pour différentes méthodes de traitement.
1. Principe de sélection du montant de coupe
Lors de l'ébauche, l'accent est généralement mis sur l'amélioration de la productivité, mais les économies et les coûts de traitement doivent également être pris en compte ;lors de la semi-finition et de la finition, l'efficacité de la réduction, l'économie et les coûts de traitement doivent être pris en considération tout en garantissant la qualité du traitement.Les valeurs spécifiques doivent être déterminées en fonction du manuel de la machine-outil, du manuel d'utilisation de la coupe et de l'expérience.
En partant de la durabilité de l'outil, l'ordre de sélection de la quantité de coupe est le suivant : déterminez d'abord la quantité de coupe arrière, puis déterminez la quantité d'avance et enfin déterminez la vitesse de coupe.
2. Détermination de la quantité de couteau sur le dos
La quantité de contre-découpe est déterminée par la rigidité de la machine-outil, de la pièce et de l'outil.Si la rigidité le permet, la quantité de contre-découpe doit être autant que possible égale à la surépaisseur d'usinage de la pièce.Cela peut réduire le nombre de passes d'outils et améliorer l'efficacité de la production.
Principes de détermination de la quantité de couteau sur le dos :
1)
Lorsque la valeur de rugosité de surface de la pièce doit être Ra12,5 μm ~ 25 μm, si la surépaisseur d'usinage deUsinage CNCest inférieur à 5 mm ~ 6 mm, une alimentation d'usinage grossier peut répondre aux exigences.Cependant, lorsque la marge est importante, que la rigidité du système de traitement est mauvaise ou que la puissance de la machine-outil est insuffisante, elle peut être réalisée en plusieurs avances.
2)
Lorsque la valeur de rugosité de surface de la pièce doit être Ra3,2μm ~ 12,5μm, elle peut être divisée en deux étapes : ébauche et semi-finition.La sélection de la quantité de coupe arrière lors de l'usinage grossier est la même qu'auparavant.Laisser une marge de 0,5 mm à 1,0 mm après l'usinage grossier et la retirer lors de la semi-finition.
3)
Lorsque la valeur de rugosité de surface de la pièce doit être Ra0,8μm ~ 3,2μm, elle peut être divisée en trois étapes : ébauche, semi-finition et finition.La quantité de coupe arrière pendant la semi-finition est de 1,5 mm à 2 mm.Pendant la finition, la quantité de coupe arrière doit être de 0,3 mm à 0,5 mm.
3. Calcul de la quantité de nourriture
La quantité d'avance est déterminée par la précision de la pièce et la rugosité de surface requise, ainsi que par les matériaux sélectionnés pour l'outil et la pièce.La vitesse d'avance maximale dépend de la rigidité de la machine et du niveau de performance du système d'alimentation.
Principes de détermination de la vitesse d'avance :
1) Si la qualité de la pièce peut être assurée et que vous souhaitez augmenter l’efficacité de la production, une vitesse d’avance plus rapide est recommandée.En général, la vitesse d'avance est réglée entre 100 m/min et 200 m/min.
2) Si vous coupez ou usinez des trous profonds, ou si vous utilisez des aciers rapides, il est préférable d'utiliser une vitesse d'avance plus lente.Celle-ci doit être comprise entre 20 et 50 m/min.
Lorsque les exigences en matière de précision d'usinage et de rugosité de la surface sont élevées, il est préférable de sélectionner une vitesse d'avance plus petite, généralement comprise entre 20 m/min et 50 m/min.
Vous pouvez choisir l'avance maximale définie par le système de la machine-outil CNC lorsque l'outil est au repos, et notamment le « retour à zéro » sur une distance.
4. Détermination de la vitesse de broche
La broche doit être choisie en fonction de la vitesse de coupe maximale autorisée et du diamètre de votre pièce ou de votre outil.La formule de calcul de la vitesse de broche est la suivante :
n = 1 000 V/PD
La durabilité de l'outil détermine la vitesse.
La vitesse de broche est mesurée en tr/min.
D —- Diamètre de la pièce ou taille de l'outil, mesuré en mm.
La vitesse finale de la broche est calculée en choisissant une vitesse que la machine-outil peut atteindre ou s'en rapproche, conformément à son manuel.
En bref, la valeur de la quantité de coupe peut être calculée par analogie, sur la base des performances de la machine, des manuels et de l'expérience réelle.La vitesse de broche et la profondeur de coupe peuvent être ajustées à la vitesse d’avance pour créer la quantité optimale de coupe.
1) Quantité de coupe arrière (profondeur de coupe) ap
La quantité de coupe arrière est la distance verticale entre la surface à usiner et la surface qui a été usinée.La coupe arrière est la quantité de coupe mesurée perpendiculairement au plan de travail passant par le point de base.La profondeur de coupe est la quantité de coupe que l'outil de tournage effectue dans la pièce à chaque avance.La quantité de coupe à l'arrière du cercle extérieur peut être calculée à l'aide de la formule ci-dessous :
ap = ( dw — dm ) /2
Dans la formule, ap——la quantité de couteau sur le dos (mm) ;
dw——Le diamètre de la surface à traiter de la pièce (mm) ;
dm – diamètre de la surface usinée de la pièce (mm).
Exemple 1:On sait que le diamètre de la surface de la pièce à traiter est de Φ95 mm ;maintenant, le diamètre est de Φ90 mm en une seule alimentation, et la quantité de coupe arrière est trouvée.
Solution : ap = (dw — dm) /2= (95 —90) /2=2,5 mm
2) Quantité d'alimentation f
Le déplacement relatif de l'outil et de la pièce dans la direction du mouvement d'avance pour chaque tour de la pièce ou de l'outil.
Selon les différentes directions d'alimentation, elle est divisée en quantité d'alimentation longitudinale et quantité d'alimentation transversale.La quantité d'avance longitudinale fait référence à la quantité d'avance dans la direction du rail de guidage du banc du tour, et la quantité d'avance transversale fait référence à la direction perpendiculaire au rail de guidage du banc du tour.Vitesse d'alimentation.
Note:La vitesse d'avance vf fait référence à la vitesse instantanée du point sélectionné sur l'arête de coupe par rapport au mouvement d'avance de la pièce.
vf=fn
où vf——vitesse d'avance (mm/s) ;
n——Vitesse de broche (r/s) ;
f——quantité d'avance (mm/s).
3) Vitesse de coupe vc
Vitesse instantanée du mouvement principal en un point spécifique de la lame de coupe par rapport à la pièce à usiner.Calculé par :
vc=(pdwn)/1000
Où vc — vitesses de coupe (m/s);
dw = diamètre de la surface à traiter (mm) ;
—- Vitesse de rotation de la pièce (r/min).
Les calculs doivent être effectués sur la base des vitesses de coupe maximales.Les calculs doivent, par exemple, être effectués en fonction du diamètre et du taux d'usure de la surface à usiner.
Trouvez VC.Exemple 2 : Lors du tournage du cercle extérieur d'un objet d'un diamètre Ph60mm sur un tour, la vitesse de broche sélectionnée est de 600r/min.
Solution:vc=( pdwn )/1000 = 3,14x60x600/1000 = 113 m/min
En production réelle, il est courant de connaître le diamètre de la pièce.La vitesse de coupe est déterminée par des facteurs tels que le matériau de la pièce à usiner, le matériau de l'outil et les exigences de traitement.Pour régler le tour, la vitesse de coupe est convertie en vitesse de broche du tour.Cette formule peut être obtenue :
n=(1000vc)/pdw
Exemple 3 : Sélectionnez vc à 90 m/min et recherchez n.
Solution : n=(1000v c)/ pdw=(1000×90)/ (3,14×260) =110r/min
Après avoir calculé les vitesses de broche du tour, sélectionnez une valeur proche de la plaque signalétique, par exemple n = 100 tr/min comme vitesse réelle du tour.
3. Résumé :
Quantité de coupe
1. Quantité de couteau arrière ap (mm) ap= (dw – dm) / 2 (mm)
2. Quantité d'alimentation f (mm/r)
3. Vitesse de coupe vc (m/min).Vc = dn/1000 (m/min).
n=1000vc/j(r/min)
En ce qui concerne notre communPièces en aluminium CNCsont concernés, quelles sont les méthodes pour réduire la déformation liée au traitement des pièces en aluminium ?
Montage approprié :
Il est crucial de fixer correctement la pièce à usiner pour minimiser la distorsion pendant l'usinage.En garantissant que les pièces sont bien serrées en place, les vibrations et les mouvements peuvent être réduits.
Usinage adaptatif
Le retour du capteur est utilisé pour ajuster les paramètres de coupe de manière dynamique.Cela compense les variations du matériau et minimise la déformation.
Optimisation des paramètres de coupe
La déformation peut être minimisée en optimisant les paramètres tels que la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de coupe.En réduisant les forces de coupe et la production de chaleur en utilisant les paramètres de coupe appropriés, la distorsion peut être minimisée.
Minimiser la génération de chaleur :
La chaleur générée lors de l'usinage peut entraîner une déformation et une dilatation thermique.Pour minimiser la production de chaleur, utilisez du liquide de refroidissement ou des lubrifiants.Réduisez les vitesses de coupe.Utilisez des couches d'outils à haute efficacité.
Usinage progressif
Il est préférable d'effectuer plusieurs passes lors de l'usinage de l'aluminium plutôt qu'une seule coupe lourde.L'usinage progressif minimise la déformation en réduisant la chaleur et les forces de coupe.
Préchauffage :
Le préchauffage de l'aluminium avant l'usinage peut réduire les risques de déformation dans certaines situations.Le préchauffage stabilise le matériau et le rend plus résistant à la déformation lors de l'usinage.
Recuit de soulagement des contraintes
Un recuit de détente peut être effectué après l'usinage pour réduire les contraintes résiduelles.La pièce peut être stabilisée en la chauffant à une certaine température, puis en la refroidissant lentement.
Choisir le bon outillage
Afin de minimiser la déformation, il est important de sélectionner les bons outils de coupe, avec les revêtements et les géométries appropriés.Les outils spécialement conçus pour l'usinage de l'aluminium réduisent les forces de coupe, améliorent la finition de surface et empêchent la formation d'arêtes rapportées.
Usinage par étapes :
Plusieurs opérations ou étapes d'usinage peuvent être utilisées pour répartir les forces de coupe sur des surfaces complexes.pièces en aluminium CNCet réduire la déformation.Cette méthode évite les contraintes localisées et réduit les distorsions.
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Heure de publication : 03 novembre 2023