A+ A A-

Posuw w operacji obróbki skrawaniem - co to znaczy?

  • Opublikowano w Blog
  • Ilość odsłon: 3419

Posuw w operacji obróbki skrawaniem – co to znaczy?

Posuw to ruch liniowy narzędzia względem przedmiotu (toczenie, wiercenie) albo na odwrót (frezowanie), który umożliwia skrawanie kolejnych warstw materiału. Bez ruchu posuwowego operacja skrawania ulega zatrzymaniu (pomimo, że istnieją ruchy robocze narzędzia lub materiału-obroty). Parametrem posuwu jest prędkość posuwu i ona jest rozumiana jako posuw w katalogach i opracowaniach technicznych.

Znajomość wartości prędkości posuwu pozwala nam obliczyć objętości skrawanych warstw i co za tym idzie ocenić warunki obróbki: siły skrawania, koszt obróbki, zużycie narzędzia itp. Posuw obok prędkości skrawania jest głównym parametrem każdej obróbki skrawaniem. Podobnie jak prędkość skrawania, jest podawany w katalogach producentów narzędzi jako ustalony pewien zakres dla danych warunków. Posuw ma wielki wpływ na dokładność wymiarowo-kształtową otrzymanej powierzchni, na koszt obróbki, na trwałość i żywotność narzędzia i wreszcie na trwałość i żywotność samej obrabiarki. Dlatego też, tak jak prędkość skrawania jest definiowany przez specjalistów, producentów danego narzędzia.

Posuw możemy zdefiniować na kilka sposobów:

  • posuw liniowy    Vf w  [mm/min] ;
  • posuw na obrót   f  w  [mm/obrót]
  • posuw na ostrze fz w [mm/ostrze]

Dla każdego typu obróbki jeden z tych sposobów (lepiej niż inne), oddaje specyfikę i lepiej definiuje warstwy skrawane. Posuw na ostrze albo na obrót są parametrami podawanymi przez producentów a posuw minutowy wartością wynikową, obliczaną (czasami oczywiście też podawaną w katalogach).

Przeanalizujmy każdy z nich:

posuw liniowy (minutowy)  ft  [mm/min]

Jest to typowe podstawowe określenie prędkości liniowej narzędzia lub przedmiotu. Pokazuje jaką drogę (w mm) przesunie się ono w określonej jednostce czasu(min). Czasami nazywane jest posuwem minutowym albo posuwem stołu.

posuw na obrót                f   [mm/obrót]

Poprzednie ogólne określenie posuwu jest wystarczające dla operatora maszyny ale nie dla technologa – konstruktora narządzi. Dla nich ważne jest np. jaką warstwę zbierze ostrze podczas jednego obrotu. Pozwala to ocenić obciążenie i inne podstawowe warunki skrawania: siły, temperaturę i dalej analizować koszty obróbki, zużycie ostrza. Zdefiniowano więc, w konkretnych typach obróbki inne określenie posuwu: w mm/obrót.

Taką definicję spotykamy np. przy operacjach toczenia, w których określenie prędkości liniowej nie oddaje w pełni warunków obróbki. Zależą one w dużym stopniu od obrotów przedmiotu, a te zależą od np. od średnicy i gatunku materiału (ustalenie Vc), Posuw określony w takich jednostkach oznacza drogę o jaką przesunie się narządzie (nóż tokarski), gdy przedmiot wykona jeden obrót.

posuw na ostrze             fz   [mm/ostrze]

Podczas operacji narzędziami wieloostrzowymi okazało się, że i takie jak w poprzenim przypadku określenie jest niewystarczające. Przy jednym obrocie w obróbce brało udział nie jedno a kilka ostrzy i omawiane warunki, parametry typu siły obciążenia należałoby rozdzielić na pojedyncze ostrze. Stworzono więc pojęcie posuwu w mm/ostrze. Takie okręślenie spotykamy przy frezach wieloostrzowych.

W tabelach doboru parametrów skrawania wybieramy więc Vc – prędkość skrawania dla danego freza i materiału obrabianego i posuw na ostrze fz dla określonej średnicy freza .

Pomiędzy tymi prędkościami posuwu a obrotami zachodzą oczywiście określone zależności wynikające z kinematyki ruchów: obrotowego i liniowego:

Posuw minutowy jest iloczynem prędkości obrotowej, ilości zębów i posuwu na ostrze.

ft = n z fz

gdzie n = ilość obrotów na minutę (narzędzia lub przedmiotu),  z = ilość ostrzy,  fz = posuw na ostrze

dla gwintowania (specyficzny przypadek gdzie posuw jest narzucony i niezmienny jako skok gwintu)

ft = p N 

p = skok gwintu

posuw na obrót jest ilorazem posuwu minutowego przez prędkość obrotową

f = ft / n

posuw na ostrze jest ilorazem posuwu minutowego przez iloczyn ilości zębów i prędkości obrotowej lub jest ilorazem posuwu na obrót przez ilość ostrzy.

fz = ft / z n = f / z

często zachodzi potrzeba przeliczenia jednego rodzaju posuwu (który jest podany w katalogu) na inny który ustawiamy w obrabiarce. I tutaj możemy spotkać się z różnymi opcjami. Różne wartości spotykamy w katalogu narzędzi i również różne w parametrach do ustawień obrabiarki. Dlatego też znajomość powyższych zależności jest niezbędna w takich przypadkach.

Możemy zadać sobie pytanie od czego zależy wartość posuwu?

Odpowiedź jest podobna jak przy prędkości skrawania Vc:

Prędkość posuwu zależy od:

  • rodzaju obróbki (gwintowanie, wiercenie, toczenie, frezowanie)
  • materiału ostrza (HSS, HSSE, VHM, płytki ceramiczne , PVD)
  • materiału przedmiotu obrabianego (stal węglowa, stopowa, metale kolorowe i inne)

Często stykamy się z zapytaniem:

W jaki sposób prędkość skrawania zależy od posuwu na ostrze/posuwu na obrót (albo odwrotnie)? Odpowiedź jest jedna i prosta.

To są dwa niezależne od siebie parametry i dlatego nie można ich powiązać w jakieś zależności. Są ustalone naukowo/doświadczalnie dla pewnych parametrów obróbki skrawaniem i każda próba ich powiązania skończy się fiaskiem. Można oczywiście zauważyć pewne podobieństwa ich doboru i zmian, ale nie mogą być one ujęte w definiowane zależności.

Oczywiście matematycznie można je powiązać wzorami ale wyliczanie jednego głównego parametru na podstawie drugiego prowadzi na manowce. Obydwa należy pobrać z katalogów.

Dla przykładu doboru posuwu (i prędkości skrawania) posłużmy się przykładem:

mamy do frezowania powierzchnię za pomocą freza trzpieniowego VHM FENES DIN6527-A 4-ostrza o średnicy np. D=16mm 

materiał obrabiany: stal kwasoodporna

Z tabeli  Parametry skrawania dla frezów ogólnego przeznaczenia (VHM) dobieramy dwa podstawowe parametry:

prędkość skrawania Vc = 40 m/min (ze względu na pokrycie TiAIN możemy zwiększyć o ok. 30%), ostatecznie Vc = 53 m/min

posuw mm/min fz = 0,053 mm/ostrze (podobnie jak wyżej zwiększamy – powiedzmy na początek o 20%), ostatecznie fz = 0,066 mm/ostrze

 

a na obrabiarce musimy ustawić obroty wrzeciona i posuw w [mm/min]

obroty

n = 1000 Vc / Π d = 1000 x 53 m/min  / 3,14 x 16 mm = 1054,93 obr/min  możemy ustawić n = 1055 obr/min

posuw minutowy

ft = n z fz = 1055 obr/min x 4 ostrza x 0,066 mm/ostrze = 278,52 mm/min  możemy ustawić ft = 280 mm/min

 

Zmodyfikowano: poniedziałek, 22 czerwiec 2020 06:15

Odwiedza nas 59 gości oraz 0 użytkowników.

fundusze unia stopka