2.1.14. Výpočty a vzorce pro frézování

Vzorce
2.1.14. Základní vzorce pro frézování
Řezná rychlost
Otáčky vřetene
Posuv na zub
Posuv na otáčku
Velikost posuv
Velikost úběru materiálu
vc =
D⋅π⋅n
m
]
[
min
1000
vc.............řezná rychlost
v c ⋅ 1000
[min-1]
D⋅π
vf
[mm]
fz =
z eff ⋅ n
v
[mm]
fn = f
n
mm
v f = f z ⋅ z eff ⋅ n [
]
min
n=
Q=
a e ⋅ a p ⋅ vf
1000
vf............. velikost posuvu
n..........otáčky vřetene
fz............. posuv na zub
fn............. posuv na otáčku
D........ průměr nástroje
zeff.......počet efektivních břitů na nástroji
3
[
cm
]
min
ap........hloubka záběru třísky
ae.........pracovní záběr
Průměrná tloušťka třísky
hm = fz ⋅
ae
[mm]
D
hm........průměrná tloušťka třísky
hex……maxim. tloušťka třísky
Měrná řezná síla
Výkon vřetene
kc= hm
Pc =
− mc
⋅ k c1,1
N
[
]
mm 2
a p ⋅ a e ⋅ vf ⋅ k c
60 ⋅ 10 6
η..........účinnost
kc.........měrná řezná síla
[kW]
kc1.1…. měrná řezná síla v závislosti
ap=1mm a ae=1mm
Výkon motoru
Pmot =
Pc
[kW]
η
mc........nárůst měrné řezné síly (kc) v
závislosti na tloušťce třísky
Q..........velikost úběru materiálu
Pc…... výkon vřetene
Pmot….výkon motoru
1
Vzorce
Důležité vzorce pro frézování
Existující:
D....... .průměr nástroje
zeff...... počet efektivních břitů na nástroji
Určené:
vc............ řezná rychlost
Otáčky
fz........... .posuv na otáčku
v c ⋅ 1000
Zjišťované: n..........otáčky vřetene
n
=
vf............. velikost posuvu
D⋅π
∅ nástroje
315
250
200
160
125
100
Příklad výpočtu: nástroje ∅ 315mm
Hrubovací výpočet
n = vc
Příklad výpočtu
n=
n ≅ v c ⋅ faktor
180 ⋅1000
[min-1]
315 ⋅ 3,14
Sousledné frézování
Posuv stolu
v f = f z ⋅ z eff ⋅ n
faktor
1
1,3
1,6
2
2,5
3,2
∅ nástroje
80
63
50
40
32
25
faktor
4
5
6,4
8
10
13
Nesousledné frézování
¾ Odchod tepla v třísce
¾ Řez začíná silnou třískou
¾ Odchod tepla nástrojem
¾ Řez začíná tenkou třískou
¾ Dochází ke tření a otěru břitu
Pokud je to možné volit
vždy sousledné frézování!
Výjimky:
Pro frézování odlitků a
výpalků. Na starých
strojích (s vůlemi).
Doporučeno pro obrábění
antikorozních ocelí.
hm= střední tloušťka třísky
Doporučený rozsah u
hrubování
Jestli že ae<1/3Dc lze požít vyšší
hodnotu fz pro frézování.
Vysoká produktivita.
Vysoká životnost nástroje.
Aproximační vzorec pro ae = kontaktní šířka
pokud je menší než 1/3 z průměru nástroje.
Střední tloušťka
třísky
¾
Sousledné frézování
Standardní podmínky
ae ~ 70%
Těžké podmínky
ae ~ 30-40%
(Přerušovaný řez, tvrdé materiály)
hm = fz ⋅
Posuv na zub
ae
Dc
D
c
f =h ⋅
z
m
a
e
Pro kruhovou VBD musí být poměr
d/ap dodatečně upraven.
Posuv na zub
D
c ⋅ d
f z = hm ⋅
a
a
e
p
2
Vzorce
hm= střední tloušťka třísky
3
Vzorce
Příklad výpočtu středního průřezu třísky
u plného a částečného překrytí frézy.
EA.050.005
vc = 150 m/mim
n = 950 min-1
Plné překrytí frézy
fmax = 0,12 = fz
Dc = 50 mm
ae = 50mm
AOMT11
hm = 0,1
Dc = 50 mm
z=6
Částečného překrytí frézy
hm = 0,1
Dc = 50 mm
ae = 2 mm
Dc
fz = hm ⋅
ap
50
2
fz = 0,5 mm
fz = 0,1 ⋅
vf = 680 mm/min
v f = fz ⋅ z ⋅ n
vf = 2850 mm/min
Pro dosažení maximální účinnosti frézování, při částečném překryt frézy, stejné jako u plného
Dc
hlavně při frézování boků.
překrytí frézy, doporučujeme přepočítat fz dle vzorce f z = hm ⋅
ap
4
Vzorce
Příklad výpočtu:
Obráběný materiál:
Fréza:
VBD:
Průměr frézy:
Počet efektivních zubů:
Hloubka řezu ap:
Šířka polotovaru:
Posuv na zub fz:
Účinnost η:
Ck60 (1.1221)
PO.080.001
OFMT0705AFR-HR IN2030
80mm
5
4 mm
50 mm
m
220
min
0,25 mm
0,8
Otáčky vřetene:
n=
Velikost posuv
v f = 0,25 ⋅ 875 ⋅ 5 = 1094 [
Velikost úběru materiálu
Q=
Průměrná tloušťka třísky
hm = 0,25 ⋅
Měrná řezná síla
k c = 0,2 −0,24 ⋅ 1524 = 2242 [
Výkon vřetene
Pc =
Výkon motoru
Pmot =
Řezná rychlost vc:
200 ⋅ 1000
= 875 [min-1]
80 ⋅ π
mm
]
min
4 ⋅ 50 ⋅ 1094
cm 3
= 219 [
]
1000
min
50
= 0,2 [mm]
80
N
]
mm 2
4 ⋅ 50 ⋅ 1094 ⋅ 2242
= 8,1 [kW]
60 ⋅ 10 6
8,1
= 10,2 [kW]
0,8
5
Vzorce
Podle uložení VBD rozdělujeme frézy na:
S negativní geometrií
S pozitivní geometrií
Pozn:
Při frézování je potřeba výkonu závislá na geometrii VBD a na uložení VBD ve fréze. Potřeba
výkonu se mění s každou změnou úhlu čela a to o 1 ≈ o 1%. Pozitivní úhel čela snižuje potřebu výkonu,
negativní úhel ji zvyšuje.
Je-li problémem výkon stroje:
• Přejděte z malého na velkou rozteč, tj. menší počet zubů
• Pozitivní fréza je energeticky méně náročná než negativní.
• Snižte dříve řeznou rychlost než velikost posuvu.
• Vezměte menší frézu a proveďte několik průchodů.
• Zmenšete hloubku řezu
6